FR2608786A1 - APPARATUS AND METHOD FOR DIRECTING A LASER BEAM - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA DEVIATION SELECTIVE D'UN FAISCEAU LASER VERS PLUSIEURS POSTES D'UTILISATION. UN APPAREIL CONFORME A L'INVENTION COMPREND AU MOINS UNE LENTILLE 114, UN ENSEMBLE DE FIBRES OPTIQUES 104 DONT LES BOUTS SONT PLACES A PROXIMITE D'UN FOYER DE LA LENTILLE, ET AU MOINS UN MIROIR 106 ENTRAINE PAR UN GALVANOMETRE 112, DESTINE A DIRIGER UN FAISCEAU LASER 102 POUR LUI FAIRE TRAVERSER LA LENTILLE AFIN DE LE FOCALISER SEPAREMENT SUR CHAQUE BOUT DE FIBRE. LE GALVANOMETRE, COMMANDE PAR DES ADRESSES DE POSITION GENEREES PAR UN ORDINATEUR, DEPLACE LE MIROIR, ENTRE DES IMPULSIONS LASER, VERS DES POSITIONS PREDETERMINEES DANS CHACUNE DESQUELLES LE FAISCEAU REFLECHI PAR LE MIROIR ENTRE DANS UNE FIBRE CORRESPONDANTE POUR ETRE TRANSMIS VERS UN POSTE DE TRAVAIL ELOIGNE. APPLICATION AUX INSTALLATIONS DE MARQUAGE OU D'USINAGE PAR LASER.THE INVENTION CONCERNS THE SELECTIVE DEVIATION OF A LASER BEAM TO SEVERAL USAGE STATIONS. AN APPARATUS IN ACCORDANCE WITH THE INVENTION INCLUDES AT LEAST ONE LENS 114, AN ASSEMBLY OF OPTICAL FIBERS 104 THE END OF WHICH ARE PLACED NEAR A FIREPLACE OF THE LENS, AND AT LEAST ONE MIRROR 106 DRIVEN BY A GALVANOMETER 112, INTENDED TO DIRECT A LASER BEAM 102 TO PASS IT THROUGH THE LENS TO FOCUS IT SEPARATELY ON EACH TIP OF FIBER. THE GALVANOMETER, COMMANDED BY POSITION ADDRESSES GENERATED BY A COMPUTER, MOVES THE MIRROR, BETWEEN LASER PULSES, TOWARDS PREDETERMINED POSITIONS IN EACH OF WHICH THE BEAM REFLECTED BY THE MIRROR ENTERS A CORRESPONDING FIBER OF EL-POSIL . APPLICATION TO MARKING OR LASER MACHINING FACILITIES.
Description
La présente invention concerne de façon générale des systèmes à laserThe present invention relates generally to laser systems
utilisés en fabrication, et elle porte plus particulièrement sur un système à laser qui permet d'utiliser used in manufacturing, and it relates more particularly to a laser system that makes it possible to use
un seul laser en commun pour plusieurs postes de travail. a single laser in common for multiple workstations.
Les lasers à gaz et à l'état solide de forte puis- sance sont aujourd'hui couramment utilisés en fabrication du fait qu'ils permettent de réduire les coûts et d'améliorer la qualité des produits. Le facteur d'utilisation de tels lasers, High power gas and solid state lasers are now commonly used in manufacturing because they reduce costs and improve product quality. The factor of use of such lasers,
exprimé en pourcentage du temps pendant lequel ils sont dispo- expressed as a percentage of the time during which they are
nibles pour l'utilisation, est cependant faible. Il en est nible for use, however, is weak. It is
ainsi du fait qu'habituellement de telles applications utili- thus, because usually such applications use
sent un laser par poste de travail. Il en résulte que ces ap- feel a laser by workstation. As a result, these
plications présentent un rapport élevé entre le temps de pré- plications have a high relationship between the pre-
paration et le temps de traitement, et un investissement de paration and processing time, and an investment of
valeur élevée par poste de travail. high value per workstation.
Dans la conception de tels postes de travail à laser, on cherche à procurer une certaine souplesse en faisant en sorte que le faisceau généré par un seul laser, par exemple pour une opération de soudage, soit appliqué à un ensemble de positions physiquement différentes. Une telle souplesse permet d'améliorer l'utilisation du laser. Une technique connue pour In the design of such laser workstations, an attempt is made to provide some flexibility by making the beam generated by a single laser, for example for a welding operation, applied to a set of physically different positions. Such flexibility makes it possible to improve the use of the laser. A known technique for
procurer une telle souplesse consiste à faire passer le fais- to provide such flexibility is to move the
ceau laser par une extrémité d'une fibre optique, de façon qu'on puisse déplacer l'autre extrémité de la fibre entre un ensemble de positions différentes sur une pièce traitée. Le brevet des E.U.A. n 4 564 736 décrit un appareil prévu pour la mise en oeuvre d'une telle technique. Une seconde technique connue pour procurer une telle souplesse consiste à dévier un faisceau laser entre différents points sur une pièce traitée et/ou entre des postes de travail, au moyen de miroirs et d'éléments réfringents. La distance totale que peut parcourir le faisceau d'un laser à barreau disponible dans le commerce, avant de diverger jusqu'à une taille inutilisable, est habi- tuellement faible (par exemple moins de 2 mètres). Le nombre total de postes de travail parmi lesquels on peut dévier un laser beam by one end of an optical fiber, so that the other end of the fiber can be moved between a set of different positions on a treated part. The U.S. Patent No. 4,564,736 discloses an apparatus for carrying out such a technique. A second technique known to provide such flexibility is to deflect a laser beam between different points on a treated part and / or between workstations, by means of mirrors and refracting elements. The total distance that the beam of a commercially available bar laser can travel, before diverging to an unusable size, is usually small (for example less than 2 meters). The total number of workstations from which one can deviate a
faisceau laser est donc fortement limité par la distance to- laser beam is therefore strongly limited by the distance to-
tale que le faisceau peut parcourir. Il en résulte que l'amé- that the beam can travel. As a result,
lioration de l'utilisation d'un laser qu'on peut obtenir en déviant le faisceau laser de cette manière est limitée. Une troisième technique connue pour augmenter la souplesse de l'utilisation d'un laser consiste à diviser le faisceau laser en plusieurs fractions, chacune d'elles étant déviée vers une position de travail différente. Cette technique présente un défaut important qui consiste dans la puissance laser réduite qui est fournie à chaque position de travail, à cause de la The improvement in the use of a laser that can be obtained by deflecting the laser beam in this manner is limited. A third technique known to increase the flexibility of the use of a laser is to divide the laser beam into several fractions, each of which is diverted to a different working position. This technique has an important defect which consists in the reduced laser power that is provided at each work position, because of the
division du faisceau.division of the beam.
On connait dans la technique des utilisations de la- There are known uses in the art of
sers dans des applications de marquage, et celles-ci font appel à un appareil destiné à diriger un faisceau laser sur une surface dans le but d'inscrire une information sur cette used in marking applications, and these use a device to direct a laser beam on a surface in order to record information about it.
dernière. Un type d'appareil prévu pour le marquage (ecritu- last. A type of device intended for marking (ecritu-
re) avec un faisceau laser utilise une paire de miroirs en- re) with a laser beam uses a pair of mirrors
traînés par des galvanomètres qui produisent respectivement trailed by galvanometers which respectively produce
une déflexion ou un balayage du faisceau selon des direc- beam deflection or scanning according to
tions "x" et "y" orthogonales. On commande les mouvements des galvanomètres pour écrire l'information désirée. De telles Orthogonal "x" and "y" The movements of the galvanometers are controlled to write the desired information. Such
applications comportent l'utilisation d'une lentille de foca- applications include the use of a focal lens
lisation destinée à focaliser le faisceau laser en un point to focus the laser beam at a point
de faibles dimensions, pour former des caractères lisibles. small dimensions, to form readable characters.
De telles applications de marquage utilisent habituellement Such tagging applications usually use
un balayage après l'objectif, dans lequel le faisceau traver- a scan after the lens, in which the beam passes through
se la lentille de focalisation (objectif) avant d'être dévié ou balayé par les miroirs. Une caractéristique avantageuse du balayage après l'objectif consiste en ce que le diamètre du faisceau est faible lorsqu'il tombe sur les miroirs, ce qui permet l'utilisation de petits miroirs. Les petits miroirs the focusing lens (lens) before being deflected or swept by the mirrors. An advantageous characteristic of the scanning after the lens is that the beam diameter is small when it falls on the mirrors, which allows the use of small mirrors. Small mirrors
ont une inertie relativement faible, ce qui permet un mouve- have a relatively low inertia, which allows a movement
ment plus rapide des galvanomètres et une vitesse de fonc- galvanometers and a speed of operation
tionnement accrue de l'appareil de marquage. increased use of the marking apparatus.
Il existe des applications de marquage dans lesquel- There are marking applications in which
les on emploie un balayage avant l'objectif. Les difficultés we use a sweep before the objective. Difficulties
de l'utilisation du balayage avant l'objectif dans des ap- the use of pre-objective scanning in
plications de marquage sont décrites dans l'article intitulé "Precision, Post-Objective, Two-axis, Galvanometer Scanning" par Kurt Pelsue, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Volume 390, 1983. Du fait de la précision élevée qui est exigée pour le positionnement du faisceau, et du fait que les miroirs balaient sur la lentille de focalisation un faisceau non focalisé de diamètre relativement grand, il est nécessaire d'employer une lentille f-G spéciale. Comme décrit Marking plications are described in the article titled "Precision, Post-Objective, Two-axis, Galvanometer Scanning" by Kurt Pelsue, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Volume 390, 1983. Because of the high precision that is required for the positioning of the beam, and because the mirrors scan an unfocused beam of relatively large diameter on the focusing lens, it is necessary to use a special fG lens. As described
dans l'article précité, on utilise la lentille f-G pour in- in the aforementioned article, the lens f-G is used for
troduire des corrections dans le faisceau laser que reçoit to make corrections in the laser beam that receives
cette lentille. La lentille f-O introduit cependant des dis- this lens. The f-O lens, however, introduces
torsions dans le motif balayé sur la surface marquée. En outre, la conception de la lentille f-G est spécifique des paramètres du système dans lequel elle est utilisée, ce qui twists in the scanned pattern on the marked surface. In addition, the design of the f-G lens is specific to the parameters of the system in which it is used, which
fait que de petits changements dans la configuration du sys- small changes in system configuration
tème exigent des travaux coûteux de reprise de conception et de fabrication de la lentille. Pour ces raisons également, le They require costly rework of design and manufacture of the lens. For these reasons too, the
balayage après l'objectif est donc préférable dans des appli- scanning after the lens is therefore preferable in
cations de marquage. Un type différent d'application de mar- marking cations. A different type of marketing application
quage utilise un ou plusieurs cristaux optiques non linéaires, using one or more nonlinear optical crystals,
au lieu de la combinaison miroir et galvanomètre décrite ci- instead of the combination mirror and galvanometer described above
dessus, pour balayer le faisceau laser sur la surface marquée. above, to scan the laser beam on the marked surface.
L'indice de réfraction de tels cristaux optiques change en The refractive index of such optical crystals changes in
proportion directe d'une tension appliquée. Une caractéristi- direct proportion of an applied voltage. A characteristic
que d'applications de cristaux optiques consiste dans la né- that optical crystal applications consist in the ne-
cessité d'employer des tensions très élevées (de l'ordre de plusieurs kilovolts) pour produire de faibles déflexions du very high voltages (of the order of several kilovolts) to produce weak deflections of
faisceau, ce qui constitue un défaut important de ces appli- beam, which constitutes an important defect of these
cations. Ceci exige de prévoir les composants nécessaires pour générer et moduler les tensions élevées. En outre, les déflexions du faisceau qui sont ainsi obtenues sont faibles, cations. This requires providing the necessary components to generate and modulate the high voltages. In addition, the beam deflections that are thus obtained are weak,
ce qui limite l'utilité des cristaux dans de telles applica- which limits the usefulness of crystals in such applications.
tions. Un but de l'invention est de procurer un appareil qui permette un amélioration notable de l'utilisation d'un laser de puissance et une réduction du montant de l'investissement tions. An object of the invention is to provide an apparatus that allows a noticeable improvement in the use of a power laser and a reduction in the amount of the investment.
par poste de travail.by workstation.
L'invention procure un appareil destiné à diriger un The invention provides an apparatus for directing a
faisceau lumineux pour le faire entrerdans un ensemble de fi- light beam to enter into a set of
bres optiques. L'appareil comprend une lentille destinée à focaliser le faisceau lumineux, des moyens pour supporter les fibres optiques avec leurs bouts placés à proximité du foyer de la lentille, et des moyens réflecteurs destinés à diriger optical fibers. The apparatus includes a lens for focusing the light beam, means for supporting the optical fibers with their tips placed near the focus of the lens, and reflector means for directing the light beam.
le faisceau laser à travers la lentille, pour focaliser sé- the laser beam through the lens, to focus
lectivement le faisceau séparément sur chacun des bouts de fibres. Les moyens réflecteurs comprennent un miroir monté sur l'axe d'un galvanomètre. L'appareil comprend en outre des the beam separately on each end of the fibers. The reflector means comprise a mirror mounted on the axis of a galvanometer. The apparatus further comprises
moyens de commande destinés à commander le mouvement du gal- control means for controlling the movement of the gal-
vanomètre pour orienter le miroir dans un ensemble de posi- a vanometer to orient the mirror in a set of posi-
tions prédéterminées, chacune d'elles correspondant à une predetermined conditions, each corresponding to a
condition dans laquelle la lentille focalise le faisceau lu- condition in which the lens focuses the light beam
mineux sur l'un différent des bouts de fibres. Mineux on a different ends of fibers.
Avec l'appareil de l'invention, un faisceau laser de puissance fonctionnant en régime d'impulsions, comme celui produit par un laser à grenat d'yttrium-aluminium (YAG) dopé With the apparatus of the invention, a power laser beam operating in pulse mode, such as that produced by a doped yttrium-aluminum garnet (YAG) laser.
au néodyme, peut être dirigé vers un ensemble de fibres opti- neodymium, can be directed to a set of optical fibers
ques, pour être transmis par celles-ci vers différents empla- to be transmitted by them to different locations.
cement de poste de travail auxquels le faisceau laser peut workstation to which the laser beam can
être utilisé. Le faisceau laser en régime d'impulsions alter- to be used. The laser beam in alternating pulse mode
ne entre un état actif et un état d'interruption, et les moyens de commande sont conçus de façon à déplacer l'axe du galvanomètre, et le miroir monté sur celui-ci, pendant l'état d'interruption du faisceau laser. Dans un premier mode de réalisation de l'invention qui est présenté, il existe un does between an active state and a state of interruption, and the control means are designed to move the axis of the galvanometer, and the mirror mounted thereon, during the state of interruption of the laser beam. In a first embodiment of the invention that is presented, there is a
seul galvanomètre avec un miroir monté sur son axe, pour di- only galvanometer with a mirror mounted on its axis, for di-
riger séparément le faisceau laser de façon qu'il traverse un ensemble de lentilles de focalisation. Un support de fibres associé à chaque lentille supporte au moins une fibre avec son bout à proximité du foyer de la lentille. Les bouts 'es' fibres et l'axe du faisceau laser sont pratiquement disposés separately arranging the laser beam so that it passes through a set of focusing lenses. A fiber support associated with each lens supports at least one fiber with its tip near the focus of the lens. The ends of the fibers and the axis of the laser beam are practically
dans un plan commun. Une surface réfléchissante plane du mi- in a common plane. A flat reflective surface of half
roir et les lentilles sont perpendiculaires au plan commun. and the lenses are perpendicular to the common plane.
Dans un second mode de réalisation de l'invention qui In a second embodiment of the invention which
est présenté, on utilise deux galvanomètres, comportant cha- is presented, two galvanometers are used, each with
cun un miroir monté sur leur axe, pour diriger séparément le each a mirror mounted on their axis, to separately
faisceau laser de façon qu'il traverse un ensemble de lentil- laser beam so that it passes through a set of lenses
les de focalisation. Un support de fibres associé à chaque lentille supporte au moins une fibre avec le bout de celle-ci focusing. A fiber support associated with each lens supports at least one fiber with the tip thereof
à proximité du foyer de la lentille. Les miroirs sont posi- near the focus of the lens. The mirrors are posi-
tionnés de façon qu'un premier des miroirs dirige le faisceau laser sur un second. Les miroirs sont en outre positionnés de façon que le mouvement du premier miroir, sous l'action de son galvanomètre, balaie le faisceau laser dans la direction such that a first of the mirrors directs the laser beam onto a second one. The mirrors are furthermore positioned so that the movement of the first mirror, under the action of its galvanometer, sweeps the laser beam in the direction
d'uq premier axe de coordonnées, et que le mouvement du se- first axis of coordinates, and that the movement of the
cond miroir, sous l'action de son galvanomètre, balaie le cond mirror, under the action of his galvanometer, sweeps the
faisceau laser dans la direction d'un second axe de coordon- laser beam in the direction of a second coordinate axis.
nées.born.
Pendant le fonctionnement de l'un ou l'autre des mo- During the operation of one or other of the
des de réalisation considérés, un ordinateur associé aux considered, a computer associated with
moyens de commande génère une séquence d'adresses de posi- control means generates a sequence of posi-
tions qui a pour effet d'amener le ou les galvanomètres aux which has the effect of causing the galvanometer (s) to
positions prédéterminées, chacune de ces positions étant dé- predetermined positions, each of these positions being de-
finie de façon que le faisceau laser entre dans une fibre optique différente. Du fait de la réorientation rapide entre des impulsions du laser, la pleine puissance du laser est fournie aux extrémités de sortie des fibres optiques dans finished so that the laser beam enters a different optical fiber. Due to the rapid reorientation between pulses of the laser, the full power of the laser is supplied to the output ends of the optical fibers in
lesquelles le faisceau laser est introduit. which the laser beam is introduced.
La suite de la description se réfère aux dessins an- The rest of the description refers to the drawings
nexés qui représentent respectivement: nexes which represent respectively:
Figure 1: une représentation isométrique d'un sys- Figure 1: an isometric representation of a system
tème de direction de faisceau laser construit conformément à un premier mode de réalisation de l'invention; Figure 2: une vue en plan du système de direction laser beam steering system constructed according to a first embodiment of the invention; Figure 2: A plan view of the steering system
de faisceau représenté sur la figure l, comprenant des cou- beam shown in FIG. 1, comprising
pes d'éléments sélectionnés de ce système; pes of selected elements of this system;
Figure 3: une représentation schématique de l'in- Figure 3: a schematic representation of the
jection d'un faisceau laser dans une fibre optique; jection of a laser beam into an optical fiber;
Figure 4: un schéma synoptique d'un circuit de com- Figure 4: a synoptic diagram of a communication circuit
mande employé dans la mise en oeuvre du premier mode de réalisation de l'invention; mande employed in the implementation of the first embodiment of the invention;
Figure 5: une représentation isométrique d'un sys- Figure 5: an isometric representation of a system
tème de direction de faisceau laser construit conformément à un second mode de réalisation de l'invention; laser beam steering system constructed according to a second embodiment of the invention;
Figure 6: une représentation schématique d'une tra- Figure 6: a schematic representation of a
jectoire de faisceau laser, dirigéepar les miroirs employés dans le second mode de réalisation de l'invention; laser beam jectory, directed by the mirrors employed in the second embodiment of the invention;
Figure 7: un schéma synoptique d'un circuit de com- Figure 7: a synoptic diagram of a communication circuit
mande employé dans la mise en oeuvre du second mode de réa- used in the implementation of the second mode of
lisation de l'invention; Figure 8: un système de poste de travail à laser embodiment of the invention; Figure 8: A Laser Workstation System
comprenant le système de direction de faisceau de l'inven- including the beam steering system of the invention
tion; et Figure 9: un schéma synoptique d'un autre circuit de commande qu'on peut employer dans la mise en oeuvre du tion; and FIG. 9 is a block diagram of another control circuit that can be used in the implementation of FIG.
second mode de réalisation de l'invention. second embodiment of the invention.
En considérant maintenant les dessins, on voit sur la figure 1 un système de direction de faisceau laser 100, construit conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, qui est destiné à diriger un faisceau laser de puissance 102 vers une fibre sélectionnée parmi un ensemble de fibres optiques 104. Le système 100 comprend un miroir 106 destiné à réfléchir une partie incidente 108 du faisceau 102. Le miroir 106 est fixé de façon rigide sur un axe 110 Referring now to the drawings, FIG. 1 shows a laser beam steering system 100, constructed in accordance with a first embodiment of the invention, for directing a power laser beam 102 to a fiber selected from a set of optical fibers 104. The system 100 comprises a mirror 106 for reflecting an incident portion 108 of the beam 102. The mirror 106 is fixed rigidly on an axis 110
d'un galvanomètre 112 qui peut positionner l'axe, et le mi- a galvanometer 112 which can position the axis, and the half
roir 106 fixé sur ce dernier, dans une position quelconque parmi un ensemble de positions prédéterminées. Chacune de ces 106 fixed on the latter, in any one of a set of predetermined positions. Each of these
positions prédéterminées permet la réflexion du faisceau la- predetermined positions allows the reflection of the beam la-
ser, par le miroir 106, de façon nque le faisceau traverse ur.4- lentille 114 pour être focalisé sur le bout c ne fibre différente parmi des fibres optiques 104. Comme on le voit sur la figure 11, il existe un ensemble de lentilles 114, et chacune d'elles est supportée de façon rigide dans l'un des deux supports de lentilles 116 et 118. Un espace est établi by the mirror 106, so that the beam passes through the lens 114 to be focused on the end c not different fiber among optical fibers 104. As seen in Figure 11, there is a set of lenses 114, and each of them is rigidly supported in one of the two lens supports 116 and 118. A gap is established
entre les supports de lentilles de façon que la partie inci- between the lens supports so that the incident
dente 108 du faisceau 102 puisse passer entre les supports. 108 of the beam 102 can pass between the supports.
Chaque fibre optique 104 est supportée dans un sup- Each optical fiber 104 is supported in a
port de fibres 120 de façon que le bout de la fibre soit po- port of fibers 120 so that the end of the fiber is po-
sitionné à proximité du foyer de l'une associée des lentilles 114. Ainsi, comme le montre la figure 1, le bout de la fibre 104-1 est supporté à proximité du foyer de la lentille 114-1 par le support de fibres 120-1.Il existe un support de fibres différent pour chaque lentille 114. Le galvanomètre, les supports de fibres et les supports de lentilles sont montés de façon rigide sur une base 122 pour maintenir un alignement approprié entre eux. La base 122 peut être une plaque prévue pour un banc d'optique. On notera que lorsque les éléments du système 100 sont montés dans une enceinte, ils peuvent être positioned near the focus of an associated lens 114. Thus, as shown in FIG. 1, the tip of the fiber 104-1 is supported near the focus of the lens 114-1 by the fiber support 120. 1. There is a different fiber support for each lens 114. The galvanometer, the fiber carriers and the lens holders are rigidly mounted on a base 122 to maintain proper alignment between them. The base 122 may be a plate provided for an optical bench. Note that when the elements of the system 100 are mounted in an enclosure, they can be
supportés par les parois ou la partie supérieure de l'encein- supported by the walls or the upper part of the
te, au lieu d'être supportés par la base, selon ce qui est le you, instead of being supported by the base, according to what is the
plus commode pour maintenir leur alignement de façon rigide. more convenient to maintain their alignment rigidly.
Le système 100 comprend en outre des moyens de commande qui comportent un ordinateur 124 destiné à commander la position du galvanomètre 112 d'une manière programmée. Les moyens de The system 100 further comprises control means which includes a computer 124 for controlling the position of the galvanometer 112 in a programmed manner. The means of
commande comprennent en outre un circuit d'interface de com- control further comprise a communication interface circuit
mande, non représenté sur la figure 1, qui est connecté entre mand, not shown in Figure 1, which is connected between
l'ordinateur et le galvanomètre et qui sera décrit ultérieu- the computer and the galvanometer, which will be described later.
rement en détail. L'ordinateur 124 peut être un ordinateur du in detail. The computer 124 may be a computer of the
type IBM PC/AT.IBM PC / AT type.
Un axe 126 du faisceau laser 102 et les bouts des fi- An axis 126 of the laser beam 102 and the ends of the
bres optiques 104 se trouvent pratiquement dans un plan com- optical fibers 104 are practically in a
mun. Il est préférable que le faisceau 102 se réfléchisse sur une surface réfléchissante avant, pratiquement plane, 128, du mun. It is preferred that the beam 102 be reflected on a substantially planar, forward reflective surface 128 of the
miroir 106. L'axe de galvanomètre 110 est orienté, et le mi- mirror 106. The galvanometer axis 110 is oriented, and the half
roir.-)6 est monté sur cet axe, de façon que pour toutes les positions prédéterminées du miroir et de l'axe, la surface réfléchissante 128 soit perpendiculaire au plan commun. En (6) is mounted on this axis, so that for all the predetermined positions of the mirror and the axis, the reflective surface 128 is perpendicular to the common plane. In
outre, toutes les lentilles 114 sont montées de façon équi- in addition, all the lenses 114 are mounted equitably
distante par rapport à un point central sur la surface réflé- distant from a central point on the reflecting surface
chissante 128 du miroir 106. Chaque lentille est en outre disposée dans un plan pratiquement perpendiculaire au plan the mirror 106. Each lens is further disposed in a plane substantially perpendicular to the plane
commun.common.
La figure 2 est une vue en plan du système 100, com- FIG. 2 is a plan view of the system 100,
prenant des coupes des supports 116 et 118, des lentilles 114 et des supports de fibres 120. Comme le montre la figure 2, plusieurs fibres 104 peuvent être montées dans chaque support de fibres 120. Il n'est cependant pas obligatoire que chaque support contienne le même nombre de fibres. Lorsqu'un support de fibres contient plusieurs fibres, leurs bouts respectifs taking sections of the supports 116 and 118, lenses 114 and fiber supports 120. As shown in FIG. 2, a plurality of fibers 104 may be mounted in each fiber support 120. However, each support does not have to contain the same number of fibers. When a fiber support contains several fibers, their respective ends
se trouvent tous pratiquement dans le plan commun, comme dé- are all practically in the common plane, as de-
crit ci-dessus. Il est préférable que chaque support de fi- written above. It is preferable that each medium of
bres soit fabriqué en une matière transparente pour le fais- be made of a transparent material for the purpose of
ceau laser, afin d'éviter la détérioration qui se produirait in order to avoid the deterioration that would occur
si le faisceau laser était momentanément dirigé dans une di- if the laser beam was momentarily directed into a di-
rection incorrecte. Chaque support de fibre doit également permettre d'enlever et de remplacer aisément des fibres, ainsi que de régler axialement chaque fibre dans la direction de l'axe de la fibre. Un tel support de fibres optiques est incorrect rection. Each fiber support must also make it easy to remove and replace fibers, as well as axially adjust each fiber in the direction of the axis of the fiber. Such an optical fiber support is
décrit dans la demande de brevet des E.U.A. n 926 281. described in U.S. Patent Application No. 926,281.
Chaque lentille 114 est de préférence une lentille plan-convexe en quartz avec revêtement antireflet, d'un type disponible dans le commerce, orientée avec la face plane du Each lens 114 is preferably a plano-convex quartz lens with antireflection coating, of a commercially available type, oriented with the flat face of the
côté des bouts de fibres. On notera que la technique de ba- side of the ends of fibers. It should be noted that the technique of
layage du faisceau laser avant l'objectif est employée avec succès dans la mise en oeuvre de l'invention, sans qu'il soit laser beam before the lens is used successfully in the implementation of the invention, without it being
nécessaire d'employer des lentilles de focalisation spéciali- necessary to use specialized focusing lenses
sées, telles que la lentille f-O mentionnée précédemment. Comme indiqué ci-dessus, les bouts des fibres optiques sont montés à proximité du foyer de la lentille associée. Avec les bouts de libres ainsi positionnés, de peti, changements de la position du miroir 106 ont pour conséquence de focaliser le faisceau laser sur des fibres différentes parmi celles qui such as the f-O lens mentioned above. As indicated above, the ends of the optical fibers are mounted near the focus of the associated lens. With the ends of free thus positioned, small changes in the position of the mirror 106 have the effect of focusing the laser beam on different fibers among those
sont maintenues dans un support de fibres particulier. are held in a particular fiber support.
En considérant également la figure 3, on note que comme il est connu dans la technique, chaque fibre optique présente une caractéristique intrinsèque consistant dans l'existence d'un cône d'acceptation 130, au niveau du bout de Referring also to FIG. 3, it should be noted that, as is known in the art, each optical fiber has an intrinsic characteristic consisting in the existence of an acceptance cone 130, at the tip end of FIG.
la fibre, à l'intérieur duquel une partie convergente focali- the fiber, within which a convergent focal part
sée 132 du faisceau laser doit être contenue pour entrer dans laser beam 132 must be contained to enter
la fibre optique et être complètement transmise par celle-ci. the optical fiber and be completely transmitted by it.
En outre, la trace du faisceau laser focalisé sur le bout de la fibre doit avoir un diamètre inférieur ou égal à celui du In addition, the trace of the laser beam focused on the end of the fiber must have a diameter less than or equal to that of
bout de la fibre. Si le diamètre de la trace du faisceau fo- end of the fiber. If the diameter of the trace of the beam
calisé est supérieur à celui du bout de la fibre, il peut y avoir une détérioration de la fibre, du support de fibres et/ de surfaces environnantes. Les limitations liées au cône d'acceptation et à la taille de la trace imposent la distance If the focus is greater than that of the end of the fiber, there may be deterioration of the fiber, fiber support and / or surrounding surfaces. Limitations related to the cone of acceptance and the size of the trace impose the distance
focale de chaque lentille 114. On notera également qu'il exis- focal length of each lens 114. It should also be noted that
te une certaine latitude sur le positionnement de chaque bout you have some latitude on the positioning of each end
de fibre, en particulier dans la direction de l'axe de fais- fiber, especially in the direction of the axis of
ceau 126, compte tenu des contraintes précédentes. Il n'est donc pas obligatoire que chaque bout de fibre soit positionné 126, taking into account the previous constraints. It is not necessary that each piece of fiber is positioned
précisément à un foyer de lentille. precisely to a lens focus.
Le système 100 est spécialement conçu pour permettre de mettre en oeuvre la puissance d'un seul laser à impulsions à un ensemble d'emplacements de postes de travail distants, de façon pratiquement simultanée, sans division, réfraction The system 100 is specifically designed to enable the power of a single pulse laser to be applied to a plurality of remote workstation locations, substantially simultaneously, without division, refraction.
ou réflexion du faisceau laser entre les postes de travail. or reflection of the laser beam between the workstations.
On réalise ceci en injectant respectivement les impulsions de This is achieved by injecting the pulses of
faisceau laser successives dans des bouts de fibres sélection- laser beam in selected fiber ends
nés, en succession rapide. La pleine puissance du faisceau laser est ainsi fournie sous la forme d'un ensemble d'impul- sions à une extrémité de sortie éloignée de chaque fibre dans born, in rapid succession. The full power of the laser beam is thus provided in the form of a set of pulses at an output end remote from each fiber in
laquelle le faisceau est injecté, et la puissance laser four- which the beam is injected, and the laser power
nie n'est 1.itée en pratique que par les pertes de puissance à l'intérieur de la fibre. Ainsi, avec un laser et le système de direction de faisceau de l'invention connecté à un ensemble d'emplacements de postes de travail distants au moyen d'un ensemble de fibres optiques, la pleine puissance du laser In practice, this is only known by the power losses inside the fiber. Thus, with a laser and the beam steering system of the invention connected to a set of remote workstation locations by means of a set of optical fibers, the full power of the laser
unique peut être fournie à chacun de ces emplacements dis- can be provided at each of these locations.
tants. Dans des applications dans lesquelles on effectue des opérations de soudage ou de perçage à chaque poste de travail, ce qui correspond à des applications préférées, le système est spécialement adapté pour l'utilisation avec un laser de puissance fonctionnant en régime d'impulsions, tel qu'un laser consistant en un barreau de grenat d'yttrium-aluminium dopé au néodyme (Nd:YAG), fonctionnant en régime d'impulsions, tives. In applications in which welding or drilling operations are carried out at each workstation, which corresponds to preferred applications, the system is specially adapted for use with a power laser operating in pulse mode, such as a laser consisting of a bar of neodymium-doped yttrium-aluminum garnet (Nd: YAG), operating in pulses,
qui est commercialisé par Raytheon Corporation sous la réfé- which is marketed by Raytheon Corporation under the
rence SS550. Ce laser est prévu pour fournir une puissance moyenne de 400 watts, avec un maximum de 50 joules/impulsion SS550. This laser is intended to provide an average power of 400 watts, with a maximum of 50 joules / pulse
à une cadence d'impulsions de 100 à 200 impulsions par se- at a pulse rate of 100 to 200 pulses per se
conde, la longueur des impulsions étant variable de 0,1 à 9 millisecondes. A la suite de chaque impulsion du faisceau laser, le conde, the pulse length being variable from 0.1 to 9 milliseconds. Following each pulse of the laser beam, the
galvanomètre peut déplacer le miroir 106 vers l'une diffé- galvanometer can move the mirror 106 to a different
rente de ses positions prédéterminées. Comme indiqué ci-des- rent from its predetermined positions. As indicated above
sus, on effectue ceci d'une manière programmée sous la com- above, this is done in a programmed way under the
mande de l'ordinateur 124, de façon à pouvoir injecter de la puissance dans des bouts de fibres 104 quelconques, ou dans tous, selon n'importe quelle séquence désirée. La cadence à laquelle on peut injecter de la puissance dans les fibres est déterminée en partie par la cadence d'impulsions à laquelle peut fonctionner le laser et par la vitesse à laquelle le galvanomètre 112 peut déplacer le miroir 106 pour l'amener à une position prédéterminée différente entre des impulsions du faisceau laser. Le galvanomètre 112 peut être constitué par un dispositif de balayage à galvanomètre à fer mobile du type G350DT et par un amplificateur d'attaque associé du type CX660, tou deux fabriqués par Ceneral Scanning, Inc., computer 124, so as to be able to inject power into any or all of the fiber ends 104 in any desired sequence. The rate at which power can be injected into the fibers is determined in part by the pulse rate at which the laser can operate and the rate at which the galvanometer 112 can move the mirror 106 to a position predetermined difference between pulses of the laser beam. The galvanometer 112 may be constituted by a G350DT type portable iron galvanometer scanning device and an associated CX660 type drive amplifier, both manufactured by Ceneral Scanning, Inc.,
Watertown, Massachusetts.Watertown, Massachusetts.
La vitesse à laquelle le galvanomètre peut déplacer The speed at which the galvanometer can move
le miroir monté sur lui est limitée par l'fnertie du miroir. the mirror mounted on it is limited by the fancy of the mirror.
Lorsque le facteur de qualité de faisceau (QF) du faisceau laser est relativement médiocre, le faisceau laser incident présente une divergence relativement élevée et il forme une grande trace sur le miroir. On considère ici qu'un facteur When the beam quality factor (QF) of the laser beam is relatively poor, the incident laser beam has a relatively high divergence and forms a large trace on the mirror. Here we consider that a factor
QF médiocre pour un laser de puissance est un facteur com- Poor QF for a power laser is a common factor
pris dans la plage de 125 à 200 mm-mrd, pour une puissance moyenne d'environ 400 watts. La surface réfléchissante du taken in the range of 125 to 200 mm-mrd, for an average power of about 400 watts. The reflective surface of the
miroir doit être suffisamment grande pour réfléchir le fais- mirror should be large enough to reflect the
ceau entier. Par conséquent, plus le facteur QF est mauvais, plus le miroir nécessaire pour réfléchir le faisceau est grand, et plus le miroir est grand plus la vitesse que peut atteindre le galvanomètre est faible. Bien que le meilleur facteur QF qu'il soit théoriquement possible d'obtenir pour un laser Nd:YAG soit de l'ordre de 2 mm-mrd, le meilleur facteur QF obtenu en pratiquement jusqu'à présent dans un whole bucket. Therefore, the poorer the QF factor, the larger the mirror needed to reflect the beam, and the larger the mirror the faster the galvanometer can reach. Although the best QF factor that it is theoretically possible to obtain for a Nd: YAG laser is of the order of 2 mm-mrd, the best QF factor obtained in practically so far in a
laser à barreau du commerce, à la connaissance de la deman- bar laser on the market, to the knowledge of the
deresse, n'est que de l'ordre de 80 mm-mrd, à une puissance moyenne d'environ 250 watts. Le facteur QF du laser précité fabriqué par Raytheon est de l'ordre de 125 mm-mrd. De telles deresse, is only of the order of 80 mm-mrd, at an average power of about 250 watts. The QF factor of the aforementioned laser manufactured by Raytheon is of the order of 125 mm-mrd. Such
valeurs de QF pour des lasers de puissance diffèrent de va- QF values for power lasers differ from
leurs qu'on rencontre dans des applications de marquage par they are encountered in marking applications by
laser. A titre d'exemple, on sait qu'on utilise dans de tel- laser. For example, we know that we use in such
les applications des lasers à barreau de faible puissance fonctionnant en mode déclenché (puissance moyenne de 10 à 50 watts), et ces lasers ont de façon caractéristique un facteur QF de l'ordre de 7 à 15 mm-mrd. L'invention peut donc être applications of low-power bar lasers operating in trigger mode (average power of 10 to 50 watts), and these lasers typically have a QF factor of the order of 7 to 15 mm-mrd. The invention can therefore be
mise en oeuvre avec succès même avec un laser ayant une quali- successful implementation even with a laser having a
té de faisceau médiocre. En pratique, en utilisant le galvano- poor beam. In practice, using galvano-
mètre précité de General Scanning pour dévier un faisceau pro- aforementioned General Scanning meter for deflecting a beam
duit par le laser fabriqué par Raytheon, on a obtenu une ca- the laser made by Raytheon, we obtained a
dence de commutation du galvanomètre allant jusqu'à 15 Hz. Galvanometer switching range up to 15 Hz.
Le type de Faisceau laser utilisé détermine en partie la matière de fibre optique qui est la mieux adaptée pour la transmission du faisceau. Il est préférable d'utiliser dans le The type of laser beam used determines in part the fiber optic material that is best suited for beam transmission. It is best to use in the
cadre de l'invention des fibres en quartz fondu pour transmet- framework of the invention of fused quartz fibers for transmitting
tre le faisceau laser Nd:YAG. De plus, il est nécessaire de be the Nd: YAG laser beam. In addition, it is necessary to
préparer les bouts des fibres optiques pour permettre une in- prepare the ends of the optical fibers to allow
jection efficace du faisceau laser focalisé. Une technique appropriée pour la préparation des bouts de fibres, qui est effective ejection of the focused laser beam. A technique suitable for the preparation of the ends of fibers, which is
une technique préférée dans le cadre de l'invention, est dé- a preferred technique in the context of the invention, is de-
crite dans le brevet des E.U.A. n 4 564 736. written in the U.S. Patent No. 4,564,736.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'inven- According to an additional feature of the invention
tion, la surface réfléchissante 128 du miroir 106 est revêtue the reflective surface 128 of the mirror 106 is coated
d'une matière diélectrique pour améliorer son aptitude à ré- of a dielectric material to improve its ability to
fléchir, sans être endommagée, le faisceau laser de puissance to flex, without being damaged, the power laser beam
incident. Le revêtement en matière diélectrique est sélec- incident. The coating of dielectric material is selected
tionné de façon à procurer une réflectivité élevée pour la longueur d'onde particulière du laser qui est employé, par exemple 1060 nanomètres pour le laser Nd:YAG. En outre, le revêtement diélectrique procure de façon caractéristique une réfléctivité qui dépend de l'angle d'incidence du faisceau laser, c'est-à-dire l'angle entre l'axe du faisceau laser et la normale à la surface réfléchissante. Le revêtement procure une réflectivité maximale presque égale à 100% lorsque le faisceau est orienté approximativement sous un angle prévu par rapport à la surface réfléchissante, et il procure des It is designed to provide a high reflectivity for the particular laser wavelength that is used, for example 1060 nanometers for the Nd: YAG laser. In addition, the dielectric coating typically provides a reflectivity that is dependent on the angle of incidence of the laser beam, i.e., the angle between the axis of the laser beam and the normal to the reflecting surface. The coating provides a maximum reflectivity of almost 100% when the beam is oriented approximately at an angle to the reflective surface, and provides
réflectivités de plus en plus faibles pour des angles d'inci- increasingly weak reflectivities for angles of inci-
dence supérieurs ou inférieurs à l'angle prévu. Dans le sys- dence greater than or less than the expected angle. In the system
tème 100, l'angle prévu est de 45 . Le miroir 106 peut être 100, the expected angle is 45. The mirror 106 can be
fabriqué conformément aux spécifications précitées de lon- manufactured in accordance with the aforementioned specifications of
gueur d'onde et d'angle prévu, par la firme CVI Laser Corpo- expected wave and angle, by the firm CVI Laser Corpo-
ration, Albuquerque, N.M. Même s'il semblerait que le revê- ration, Albuquerque, N.M. Even though it seems that the coating
tement diélectrique conviennemieux pour des applications correspondant à des miroirs fixes, son aptitude à réfléchir et à supporter sans dommage le faisceau laser de puissance fait que ce revêtement convie bien pour l'utilisation dans With its excellent dielectric strength for applications corresponding to fixed mirrors, its ability to reflect and withstand the power laser beam without damage makes it ideal for use in
la mise en oeuvre de l'invention. En sélectionnant la distan- the implementation of the invention. By selecting the distance
ce entre le miroir et les lentilles, ainsi que l'écartement entre lentilles, de façon à minimiser le mouvement angulaire total que doit effectuer le miroir, on minimise les pertes this between the mirror and the lenses, as well as the distance between lenses, so as to minimize the total angular movement that the mirror must perform, the losses are minimized
de rendement totales dues à la réflectivité réduite du miroir. total efficiency due to the reduced reflectivity of the mirror.
En pratique, on a utilisé avec succès une plage totale d'angle In practice, a total angle range has been successfully used
d'incidence de +10 autour de l'angle prévu. incidence of +10 around the expected angle.
Il est ici préférable, essentiellement pour des rai- It is preferable here, mainly for reasons of
sons de sécurité, que les éléments du système 100 montés sur la base 122 soient enfermés dans une enceinte ne laissant pas passer la lumière (non représentée). Dans ces conditions, en Safety sounds, the system elements 100 mounted on the base 122 are enclosed in a chamber not allowing light (not shown). In these circumstances,
cas de défaillance d'un élément, des parties du faisceau la- In the event of a failure of an element, parts of the beam
ser ayant tendance à fuir seront confinées dans l'enceinte. who have a tendency to flee will be confined to the enclosure.
Le fait d'enfermer les éléments a également pour effet de mi- Locking up the elements also has the effect of
nimiser le dépôt de particules présentes dans l'air, par nimise the deposition of particles present in the air, by
exemple de la poussière, à proximité des bouts des fibres. example of the dust, near the ends of the fibers.
Sous l'effet de l'exposition au faisceau laser, de telles Under the effect of exposure to the laser beam, such
particules peuvent brûler et endommager les fibres. particles can burn and damage the fibers.
La figure 4 représentent des moyens destinés à la FIG. 4 represents means intended for
commande du galvanomètre 112 par l'ordinateur 124. L'ordina- control of the galvanometer 112 by the computer 124. The computer
teur est connecté au galvanomètre par l'intermédiaire d'un circuit d'interface de commande 200. Le circuit 200 comprend The converter is connected to the galvanometer via a control interface circuit 200. The circuit 200 comprises
un circuit séparateur et d'attaque 202 qui est destiné à re- a splitter and driver circuit 202 which is intended to re-
cevoir une adresse de position de galvanomètre à 8 bits, pro- receive an 8-bit galvanometer position address, pro-
* venant de l'ordinateur 124. Chaque adresse de galvanomètre correspond à l'une des positions prédéterminées du miroir,from the computer 124. Each galvanometer address corresponds to one of the predetermined positions of the mirror,
pour injecter le faisceau laser dans une fibre optique dif- to inject the laser beam into a different optical fiber
férente. Le circuit 202 est prévu pour compenser des paramè- ferent. The circuit 202 is provided to compensate for parameters
260B786260B786
tres (par exemple la capacité) dans des câbles d'interconne- (eg capacity) in interconnect cables.
xion, et pour conditionner le signal d'adresse numérique pourl'application à un convertisseur numérique-analogique (N/A) 204. Le convertisseur N/A 204 fournit sur sa sortie 206 un signal analogique qui correspond au signal d'entrée numérique qui lui est appliqué. Le convertisseur N/A 204 peut être xion, and for conditioning the digital address signal for the application to a digital-to-analog (D / A) converter 204. The D / A converter 204 provides on its output 206 an analog signal which corresponds to the digital input signal which it is applied to him. The D / A converter 204 can be
constitué par un convertisseur numérique-analogique à multi- constituted by a digital-to-analog converter with
plication à 8 bits, avec rcuit tampon, commercialisé par Analog Devices, Inc. sous la référence AD75245N. La sortie 8-bit application, with buffer effect, sold by Analog Devices, Inc. under the reference AD75245N. The exit
analogique 206 est connectée à un amplificateur 208 et le si- analog 206 is connected to an amplifier 208 and the
gnal qui apparaît sur la sortie 212 de cet amplificateur est which appears on output 212 of this amplifier is
renvoyé vers une entrée de réaction 210 du convertisseur N/A. returned to a reaction input 210 of the D / A converter.
L'amplificateur 208 et la connexion de réaction vers le con- The amplifier 208 and the feedback connection to the con-
vertisseur N/A ont pour but de stabiliser le signal de sortie N / A converter are intended to stabilize the output signal
analogique du convertisseur, et le signal stabilité est four- converter, and the signal stability is
ni sur la sortie 212 de l'amplificateur 208. Le circuit d'in- nor on the output 212 of the amplifier 208. The circuit of
terface 200 comprend en outre un circuit de conditionnement terface 200 further comprises a conditioning circuit
de signal 214 destiné à recevoir un signal d'entrée de syn- signal 214 for receiving a sync input signal.
chronisation que fournit le laser. Le signal de synchronisa- chronization that provides the laser. The synchronization signal
tion consiste en une séquence d'impulsions, chacune d'elles précédant immédiatement une impulsion laser, comme il est consists of a sequence of pulses, each of which immediately precedes a laser pulse, as it is
connu dans la technique. Le circuit de conditionnement de si- known in the art. The packaging circuit of
gnal 214 réagit au signal de synchronisation en fournissant sur une sortie 216 un signal de validation d'écriture sous gnal 214 responds to the synchronization signal by providing on an output 216 a write enable signal under
forme d'impulsions, qui est appliqué à une entrée de valida- pulse form, which is applied to a valid input
tion 218 du convertisseur N/A. Les impulsions du signal de validation d'écriture correspondent à des périodes au cours 218 of the D / A converter. The pulses of the write enable signal correspond to periods during
desquelles le faisceau laser est à l'état interrompu. Le con- from which the laser beam is in the interrupted state. The con-
vertisseur N/A est conçu de façon à réagir à l'adresse numé- N / A converter is designed to react to the numeric
rique qui lui est appliquée, c'est-à-dire à traiter cette applied to it, that is to say to treat this
adresse, uniquement lorsque le signal de validation d'écritu- address, only when the write enable signal
re est présent. Il en résulte que chaque impulsion de signal de validation d'écriture définit une fenêtre pendant laquelle le miroir entrainé par le galvanomètre peut être déplacé de l'une à l'autre de ses positions prédéterminées. Le circuit de conditionnement de signal 214 retarde l'ouverture de la fenêtre de façon que l'ouverture se produise toujours lorsque re is present. As a result, each write enable signal pulse defines a window during which the mirror driven by the galvanometer can be moved from one to the other of its predetermined positions. The signal conditioning circuit 214 delays the opening of the window so that the opening always occurs when
le laser est dans l'état interrompu. Le circuit de condition- the laser is in the interrupted state. The condition circuit
nement de signal règle la largeur de la fenêtre de façon qu'elle se ferme avant la génération de l'impulsion laser suivante. Avec un tel conditionnement de chaque fenêtre, le fonctionnement du système 100 présente une marge de sécurité inhérente. signal adjusts the width of the window so that it closes before the next laser pulse is generated. With such conditioning of each window, the operation of the system 100 has an inherent safety margin.
Une sortie 220 du circuit de conditionnement de si- An output 220 of the conditioning circuit of
gnal applique le signal de validation d'écriture à l'ordina- gnal applies the write enable signal to the computer.
teur 124 par l'intermédiaire d'un circuit séparateur et d'attaque 222. Le circuit 222 remplit pratiquement la même 124 through a splitter and drive circuit 222. The circuit 222 fills substantially the same
fonction que le circuit 202. Le signal de validation d'écri- function as the circuit 202. The write enable signal
ture qui est ainsi appliqué à l'ordinateur détermine les mo- ture which is thus applied to the computer determines the
ments auxquels l'ordinateur génère des adresses de position to which the computer generates positional addresses
de galvanomètre, pour l'application au convertisseur N/A. galvanometer, for application to the D / A converter.
Le galvanomètre 112 comprend une sortie 224 sur la- The galvanometer 112 includes an output 224 on the
quelle il fournit un signal analogique proportionnel à la position de l'axe du galvanomètre (et du miroir 106 qui lui which it provides an analog signal proportional to the position of the axis of the galvanometer (and the mirror 106 which
est fixé). La position de l'axe est renvoyée par l'intermé- is fixed). The position of the axis is returned via
diaire d'un amplificateur 126 pour être appliquéeà une pre- amplifier 126 to be applied to a first
mière entrée 128 d'un comparateur 230. Le signal de sortie analogique stabilisé sur la sortie 212 de l'amplificateur 208 est amplifié par un amplificateur 232 et est appliqué à une seconde entrée 234 du comparateur. On sélectionne les amplificateurs 226 et 232 de façon qu'ils aient des gains qui The first input 128 of a comparator 230. The stabilized analog output signal on the output 212 of the amplifier 208 is amplified by an amplifier 232 and is applied to a second input 234 of the comparator. Amplifiers 226 and 232 are selected so that they have gains that
permettent de comparer directement les signaux d'adresse ana- allow direct comparison of the address signals
logique et les signaux de position du galvanomètre. Le compa- logic and position signals of the galvanometer. The comparison
rateur 230 fournit un signal d'erreur, représentatif de l'écart de la position réelle de l'axe du galvanomètre par rapport à une position désirée, et ce signal est amplifié par un amplificateur 236 et est ensuite appliqué au galvanomètre, en tant que signal d'attaque du galvanomètre. Dans le cas du The generator 230 provides an error signal, representative of the deviation of the actual position of the galvanometer axis from a desired position, and this signal is amplified by an amplifier 236 and is then applied to the galvanometer, as Galvanometer driving signal. In the case of
galvanomètre et de l'amplificateur d'attaque précités, fabri- galvanometer and the aforementioned driving amplifier,
qués par General Scanning, Inc., le signal d'erreur est ap- General Scanning, Inc., the error signal is
pliqué à l'amplificateur d'attaque et le signal de position plicated to the driving amplifier and the position signal
d'axe est fourni par cet amplificateur. L'amplificateur d'at- axis is provided by this amplifier. The amplifier of
taque est lui-même connecté de façon à attaquer le galvanomè- plate itself is connected in such a way as to attack the galvanometer.
tre. En fonctionnement, le système 100 est connecté par l'intermédiaire des fibres optiques 104 à un ou plusieurs postes de travail, pour leur transmettre le faisceau laser 102. Chaque support de fibres o-.iques 120 supporte une ou plusieurs fibres optiques. Une ou plusieurs fibres optiques provenant d'un support de fibres optiques quelconque peuvent être branchées à chaque poste de travail. L'ordinateur 124 est programmé de façon à fournir les adresses à 8 bits des be. In operation, the system 100 is connected through the optical fibers 104 to one or more workstations, to transmit the laser beam 102 to them. Each optical fiber support 120 supports one or more optical fibers. One or more optical fibers from any optical fiber carrier may be connected to each workstation. The computer 124 is programmed to provide the 8-bit addresses of the
positions prédéterminées de l'axe du galvanomètre qui diri- predetermined positions of the axis of the galvanometer which
gent le faisceau laser, par l'intermédiaire de chaque len- the laser beam, through each lenght
tille 114, uniquement vers les bouts des fibres branchées aux 114 only to the ends of the fibers connected to the
postes de travail vers lesquels le faisceau doit être trans- workstations to which the beam must be transmitted.
mis. L'ordinateur peut fournir les adresses dans un ordre prédéterminé quelconque, mais il est préférable que cet ordre set. The computer can supply the addresses in any predetermined order, but it is preferable that this order
minimise le mouvement du miroir d'une adresse à la suivante. minimizes mirror movement from one address to the next.
Le-s adresses sont fournies conformément au signal de valida- The addresses are provided in accordance with the validation signal.
tion d'écriture et, comme décrit ci-dessus, le convertisseur -N/A est validé de façon à réagir à une adresse nouvellement appliquée seulement lorsqu'il reçoit le signal de validation d'écriture. En l'absence du signal de validation d'écriture, lorsque le laser est dans l'état actif, le convertisseur N/A and, as described above, the -N / A converter is enabled to react to a newly applied address only when it receives the write enable signal. In the absence of the write enable signal, when the laser is in the active state, the D / A converter
maintient sur sa sortie 206 le signal analogique qui corres- maintains on its output 206 the analog signal which corresponds to
pond à la dernière adresse numérique appliquée. L'amplifica- to the last applied numeric address. The amplifiers
teur 208 et la connecion de réaction vers l'entrée 210 du convertisseur maintiennent le signal de sortie analogique 208 and the feedback connection to input 210 of the converter maintain the analog output signal
dans un état stable, comme il est exigé du fait qu'un mouve- in a stable state, as required by the fact that a movement
ment du miroir pendant l'état actif du faisceau laser est très indésirable. La réaction en boucle fermée de la position mirror during the active state of the laser beam is very undesirable. Closed-loop reaction of the position
du galvanomètre vers le comparateur 230 a en outre pour fonc- from the galvanometer to the comparator 230 is furthermore
tion de maintenir les miroirs immobiles et dans la position prédéterminée correcte. Le système 100 fonctionne donc dans un mode de "commutation à chaud" dans lequel le mouvement du miroir est accompli entre des impulsions laser. L'obturateur keeping the mirrors motionless and in the correct predetermined position. The system 100 therefore operates in a "hot switching" mode in which the movement of the mirror is accomplished between laser pulses. The shutter
mécanique que comportent habituellement des lasers de puis- mechanics usually contained in lasers
sance reste ouvert pendant tout le fonctionnement normal du système. La figure 5 représente un système de direction de faisceau laser 300, construit conformément à un second mode de réalisation l'invention, qui eut destiné à diriger un It remains open for all normal system operation. FIG. 5 shows a laser beam steering system 300, constructed in accordance with a second embodiment of the invention, which was intended to direct a
faisceaulaser dé puissance 302 pour l'introduire dans une fi- 302 power stacker to introduce it into a
bre sélectionnée parmi un ensemble de fibres optiques 304. Le système 300 comprend un miroir 306 qui réfléchit une partie incidente 308 du faisceau laser vers un second miroir 310. Le faisceau est réfléchi sur le miroir 310 qui le dirige vers selected from a set of optical fibers 304. The system 300 comprises a mirror 306 which reflects an incident portion 308 of the laser beam to a second mirror 310. The beam is reflected on the mirror 310 which directs it to
une lentille parmi quatre lentilles de focalisation 312, des- one of four focusing lenses 312,
tinées à focaliser le faisceau sur le bout de l'une des fi- designed to focus the beam on the end of one of the
bres optiques 304. Les lentilles 312 sont des lentilles plan- optical lenses 304. The lenses 312 are planar lenses.
convexes, pratiquement identiques à celles décrites ci-dessus pour l'utilisation dans le système 100, avec la face plane de convex, substantially identical to those described above for use in the system 100, with the flat face of
chacune d'elles située du côté des bouts de fibres. Les len- each of them located on the side of the ends of fibers. The len
tilles sont montéesde façon rigide dans un support de lentil- are mounted rigidly in a lens holder.
les 314 qui est lui-même monté de façon rigide sur une base 316 qui peut consister en une plaque prévue pour un banc the 314 which is itself mounted rigidly on a base 316 which may consist of a plate provided for a bench
d'optique. Un groupe comprenant une ou plusieurs fibres opti- optical. A group comprising one or more optical fibers
ques est associé à chaque lentille, et les bouts de fibres respectifs de ces groupes sont placés à proximité d'un foyer de la lentille associée. Chaque groupe de fibres est maintenu de façon rigide, avec les fibres ainsi positionnées, dans un support de fibres 318. Les supports de fibres sont fixés de façon rigide sur des équerres 320 qui sont montées de façon Each lens is associated with each lens, and the respective fiber ends of these groups are placed near a focal point of the associated lens. Each group of fibers is held rigidly, with the fibers thus positioned, in a fiber support 318. The fiber supports are fixed rigidly on brackets 320 which are mounted so that
rigide sur deux éléments de support 322. Les éléments de sup- two support elements 322. The elements of support
port 322 sont à leur tour montés de façon rigide sur la base 316. Les supports de fibres 318 sont pratiquement identiques port 322 are in turn mounted rigidly on the base 316. The fiber carriers 318 are substantially identical
aux supports 120 (figures 1 et 2) décrits ci-dessus. to the supports 120 (FIGS. 1 and 2) described above.
Le miroir 306 est fixé de façon rigide sur un axe 324 d'un galvanomètre 326, de façon que le miroir se déplace avec l'axe, De façon similaire, le miroir 310 est monté sur un The mirror 306 is rigidly fixed on an axis 324 of a galvanometer 326, so that the mirror moves with the axis. Similarly, the mirror 310 is mounted on a mirror.
axe 328 d'un galvanomètre 330 pour se déplacer avec lui. Cha- 328 axis of a galvanometer 330 to move with it. Cha-
cun des galvanomètres 326 et 330 peut être constitué par un dispositif de balayage à galvanomètre à fer mobile du type XY3035, fabriqué par General Scanning, Inc. Le système 300 comprend en outre des moyens de commande qui comprennent un ordinateur 332, pour commander d'une manière programmée les positions respectives des axes de galve-imètres 324 et 328, et des miroirs 306 et 310 qui sont respectivement fixés sur each of the galvanometers 326 and 330 may be constituted by a XY3035 type portable iron galvanometer sweeping device manufactured by General Scanning, Inc. The system 300 further comprises control means which includes a computer 332 for controlling in a programmed manner the respective positions of the valved-mirror axes 324 and 328, and the mirrors 306 and 310 which are respectively fixed on
ces axes. Les môyens de commande comprennent en outre un cir- these axes. The control mechanisms further include a cir-
cuit d'interface, non représenté sur la figure 5, qui est connecté entre les galvanomètres et l'ordinateur et décrit en interface, not shown in FIG. 5, which is connected between the galvanometers and the computer and described in FIG.
détail ci-après.detail below.
Les miroirs 306 et 310 comprennent respectivement des surfaces réfléchissantes avant pratiquement planes, 334 et Mirrors 306 and 310 respectively comprise substantially planar forward reflective surfaces, 334 and
336, pour réfléchir le faisceau laser. Chaque surface réflé- 336, to reflect the laser beam. Each reflective surface
chissante est revêtue d'une matière diélectrique, comme dé- is coated with a dielectric material, as de-
crit ci-dessus pour la surface réfléchissante 128 du miroir 106 dans le système 100. L'angle prévu entre la normale à la surface réfléchissante et l'axe du faisceau qui tombe sur described above for the reflective surface 128 of the mirror 106 in the system 100. The expected angle between the normal to the reflecting surface and the axis of the beam that falls on
cette surface détermine donc la réflectivité de la surface. this surface therefore determines the reflectivity of the surface.
L'angle prévu pour les miroirs 306 et 310 est de 45 . Les mi- The angle provided for the mirrors 306 and 310 is 45. The half
roirs peuvent être fabriqués par la firme CVI Laser Corpora- may be manufactured by the firm CVI Laser Corpora-
tion précitée.aforementioned.
Chaque axe de galvanomètre 324 et 328 peut tourner Each galvanometer axis 324 and 328 can rotate
autour de sa direction longitudinale respective pour posi- around its respective longitudinal direction for posi-
tionner le miroir fixé sur lui, afin de réfléchir le faisceau mirror the mirror attached to it, to reflect the beam
laser 302 vers l'une particulière des lentilles 312, pour fo- laser 302 to a particular lens 312, for fo-
caliser le faisceau laser sur le bout d'une fibre optique to locate the laser beam on the tip of an optical fiber
particulière. La trajectoire que suit le faisceau laser, dé- special. The trajectory followed by the laser beam, de-
terminée par les positions des miroirs 306 et 310, est repré- ended by the positions of the mirrors 306 and 310, is
sentée sur la figure 6. La figure 6 ne montre que les miroirs 306 et 310, des parties des axes de galvanomètre 324 et 328, une lentille 312 et une partie du faisceau laser 302. On voit Figure 6 shows only the mirrors 306 and 310, portions of the galvanometer axes 324 and 328, a lens 312 and a portion of the laser beam 302.
que le faisceau laser 302 se propage suivant un axe de fais- that the laser beam 302 propagates along an axis of
ceau 350. Le miroir 306 est positionné de façon que l'axe 350 rencontre un point central 352 sur la surface réfléchissante 334 du miroir 306. L'axe 324 du galvanomètre 326, et donc le 350. The mirror 306 is positioned so that the axis 350 meets a central point 352 on the reflecting surface 334 of the mirror 306. The axis 324 of the galvanometer 326, and thus the
miroir 306, tournent autour d'un axe 354. Sur la plage angu- mirror 306, rotate about an axis 354. On the beach
laire de rotation autour de l'axe 354, dans la mise en oeuvre pratique de l'invention, l'axe de faisceau 350 rencontre toujours e point central 352 sur la surface réfléchissante rotation axis about the axis 354, in the practical implementation of the invention, the beam axis 350 always meets the central point 352 on the reflecting surface
334. Le..isceau laser 302 projette une troee 356 sur la sur- 334. The Laser Panel 302 projects a 356 thrill on the over-
face réfléchissante 334. Le miroir 310 peut tourner autour d'un axe 357. Les miroirs 306 et 310 sont alignés de façon que, sur la plage angulaire de rotation du miroir 310 autour de l'axe 357 qui est utilisée dans la mise en oeuvre pratique de l'invention, l'axe 350 du faisceau réfléchi par le miroir 306 rencontre toujours un axe de coordonnée "x" central 358 sur la surface réfléchissante 336. Le miroir 310 comprend en The mirror 310 is rotatable about an axis 357. The mirrors 306 and 310 are aligned such that, over the angular range of rotation of the mirror 310 about the axis 357 which is used in the implementation In practice of the invention, the axis 350 of the beam reflected by the mirror 306 always encounters a central "x" coordinate axis 358 on the reflecting surface 336. The mirror 310 comprises,
outre un axe de coordonnée "y" central 360 sur la surface ré-. in addition to a central "y" coordinate axis 360 on the re-surface.
fléchissante 336, et les axes. 358 et 260 sont mutuellement orthogonaux et se rencontrent en un point central 362. Le faisceau laser 302, réfléchi par le miroir 306 vers le miroir 310, projette une trace 364 sur ce dernier miroir. On notera que, sur la figure 6, la surface réfléchissante 336 du miroir 310 qui reçoit le faisceau 302 est dirigée à l'opposé de bending 336, and the axes. 358 and 260 are mutually orthogonal and meet at a central point 362. The laser beam 302, reflected by the mirror 306 to the mirror 310, projects a trace 364 on the latter mirror. It will be noted that in FIG. 6, the reflecting surface 336 of the mirror 310 which receives the beam 302 is directed away from
l'observateur. Pour cette raison, la trace 364 est représen- the observer. For this reason, trace 364 is
tée sous la forme d'un élément caché, dessiné par une ligne in the form of a hidden element, drawn by a line
en pointillés.with dots.
Sur la figure 6, les miroirs sont positionnés de façon à diriger le faisceau laser vers la lentille 312 qui In Figure 6, the mirrors are positioned to direct the laser beam toward the lens 312 which
se trouve dans la partie supérieure gauche du support de len- is in the upper left of the support of len
tilles 314, sur la représentation de la figure 5. Par consé- 314, on the representation of Figure 5. As a result,
quent, l'axe de faisceau 350 rencontre la surface convexe de la lentille et une trace 366 du faisceau laser est projetée sur cette surface. La figure 6 montre également un plan de As such, the beam axis 350 meets the convex surface of the lens and a trace 366 of the laser beam is projected onto this surface. Figure 6 also shows a plan of
lentilles rectangulaire 368 ayant quatre sommets 370. On dé- rectangular lenses 368 having four vertices 370. It is de-
finit en outre pour le plan 368 un axe de coordonnée central "x" 372 et un axe de coordonnée central "y" 374, orthogonal à l'axe 372, qui se rencontrent en un point central 376. Les further ends for the plane 368 a central coordinate axis "x" 372 and a central coordinate axis "y" 374, orthogonal to the axis 372, which meet at a central point 376.
quatre lentilles sont positionnées de façon qu'un point cen- four lenses are positioned so that a central point
tral sur la face convexe de chaque lentille se trouve à un sommet différent parmi les quatre sommets 370. Les bouts de fibres optiques associés à la lentille supérieure gauche sont positionnés de façon à se trouver pratiquement dans un plan tral on the convex face of each lens is at a different vertex among the four vertices 370. The ends of the optical fibers associated with the upper left lens are positioned so as to be practically in a plane
de bouts de fibres 378 ayant un point central 380 qui est si- fiber ends 378 having a central point 380 which is
tué à l'intersection d'un axe de coordonnée c tral "x" 382 et d'un axe de coordonnée central "y" 384, orthogonal à l'axe 382. Comme indiqué sur la figure 6, la distance entre la face plane de la lentille supérieure gauche et le plan 378 est killed at the intersection of a coordinate axis c tral "x" 382 and a center coordinate axis "y" 384, orthogonal to the axis 382. As shown in Figure 6, the distance between the planar face of the left upper lens and the plane 378 is
pratiquement égale à une distance focale "f" de la lentille. substantially equal to a focal length "f" of the lens.
Ainsi, à chacune des quatre lentilles est associé un plan de bouts de fibres différent, qui se trouve pratiquement à la distance "f" de la face plane de la lentille. Chaque plan de Thus, at each of the four lenses is associated a different fiber tip plane, which is substantially at the distance "f" from the flat face of the lens. Each plan of
bouts de fibres est orienté de façon à être pratiquement pa- fiber ends is oriented so as to be practically pa-
rallèle à la face plane de sa lentille associée. Les miroirs 306 et 310 sont prévus de façon à balayer le faisceau laser focalisé sur une zone balayée 386 du plan 378 à l'intérieur goes to the flat face of its associated lens. The mirrors 306 and 310 are provided to scan the focused laser beam at a swept area 386 of the plane 378 inside.
de laquelle se trouvent les bouts des fibres. Il est ici pré- of which are the ends of the fibers. He is here
férable que le bout de l'une des fibres 304, qui est mainte- the end of one of the fibers 304, which is now
nue dans le support de fibres 318,soit placé au point central bare in the fiber support 318, be placed at the central point
380. Avec les miroirs 306 et 310 positionnés de façon à foca- 380. With mirrors 306 and 310 positioned so as to
liser le faisceau sur ce bout de fibre central, chaque len- beam on this piece of central fiber, each
tille est positionnée de façon que l'axe du faisceau traverse le point central de la lentille et soit perpendiculaire aux the beam axis passes through the central point of the lens and is perpendicular to the
deux faces de la lentille et au plan de bouts de fibres 378. two faces of the lens and the plane of ends of fibers 378.
On notera que la distance focale "f" de chaque lentille est également déterminée en fonction du cône d'acceptation des Note that the focal length "f" of each lens is also determined according to the cone of acceptance of
fibres optiques utilisées, comme décrit ci-dessus, pour as- fiber optics used, as described above, to
surer la transmission maximale du faisceau laser injecté. to maximize the transmission of the injected laser beam.
Les axes de galvanomètres 324 et 328, sur lesquels sont respectivement fixés les miroirs 306 et 310, prennent The galvanometer axes 324 and 328, on which the mirrors 306 and 310 are respectively fixed, take
une position de repos en l'absence de signaux d'attaque des- a rest position in the absence of attack signals from
tinés à commander leur mouvement. Dans la position de repos, designed to control their movement. In the rest position,
chacun des miroirs 306 et 310 est orienté avec sa surface ré- each of the mirrors 306 and 310 is oriented with its surface area
fléchissante respective à un angle de 45 par rapport à la partie respective de l'axe de faisceau 350 qui rencontre le miroir. Dans la position de repos, les miroirs dirigent le faisceau laser vers le plan de lentilles 368, de façon que respective flexing at an angle of 45 relative to the respective portion of the beam axis 350 which encounters the mirror. In the rest position, the mirrors direct the laser beam toward the lens plane 368, so that
l'axe du faisceau rencontre le point central 376 de ce plan. the axis of the beam meets the central point 376 of this plane.
En retournant à la figure 5, on note qu'une ouverture 388 est Returning to Figure 5, we note that an opening 388 is
f née dans le support de lentilles 314, dans une -égion com- f born in the lens holder 314, in a common region
prenant un point central 376. L'ouverture 388 est suffisam- taking a central point 376. Opening 388 is sufficiently
ment grande pour laisser passer sans obstacle le faisceau la- large enough to allow the beam to pass through without
ser. Un radiateur, tel qu'une plaque de métal refroidie par de l'eau, peut être placé en alignement avec l'ouverture 388, au-delà des supports 322, pour recevoir le faisceau lorsque ser. A radiator, such as a water-cooled metal plate, may be placed in alignment with the opening 388, beyond the brackets 322, to receive the beam when
les miroirs prennent la position de repos. On peut donc in- the mirrors take the rest position. We can therefore
corporer dans la mise en oeuvre pratique de l'invention une to embody in the practical implementation of the invention a
caractéristique de sécurité consistant dans la coupure des si- security feature consisting of the cutting of
gnaux des galvanomètres en cas de détection d'un défaut de of the galvanometers in case of detection of a defect in
fonctionnement, et l'énergie du faisceau laser est alors diri- operation, and the energy of the laser beam is then direc-
gée vers le radiateur.to the radiator.
Avec les miroirs dans la position de repos, l'axe 350 du faisceau laser rencontre le point central 362 du miroir With the mirrors in the rest position, the axis 350 of the laser beam meets the central point 362 of the mirror
310. En utilisant la position de repos comme position de réfé- 310. Using the rest position as the reference position
rence, on peut mieux comprendre le balayage du faisceau laser sous l'effet de la rotation des miroirs 306 et 310. En partant de la position de repos, le fait de maintenir le miroir 310 fixe et de faire tourner le miroir 306 en sens d'horloge ou en In this context, the scanning of the laser beam can be better understood by the rotation of the mirrors 306 and 310. Starting from the rest position, the mirror 310 is fixed and the mirror 306 is rotated in the direction of the mirror. clock or in
sens inverse d'horloge autour de l'axe 354, déplace d'un mou- reverse clockwise around axis 354, moves a
vement de balayage le point auquel l'axe de faisceau 350 ren- the point at which the beam axis 350
contre l'axe "x" 358 du miroir 310, le long de cet axe de against the "x" axis 358 of the mirror 310, along this axis of
coordonnée "x", à partir du point central 362, et respective- coordinate "x", from the central point 362, and respectively
ment vers la droite ou la gauche, sur la représentation de la right or left, on the representation of the
figure 6. En outre, sous l'effet d'une telle rotation du mi- figure 6. In addition, under the effect of such a rotation of
roir 306, le point auquel l'axe de faisceau 350 rencontre 306, the point at which the 350 beam axis meets
l'axe "x" 372 du plan de lentilles 368 se déplace d'un mouve- the "x" axis 372 of the lens plane 368 moves with a movement of
ment de balayage le long de l'axe de coordonnée "x" à partir du point central 376, respectivement vers la droite ou la gauche sur la représentation de la figure 6. En partant à nouveau de la position de repos, si maintenant on maintient le miroir 306 fixe et on fait tourner le miroir 310 en sens d'horloge ou en sens inverse d'horloge autour de l'axe 357, le point auquel l'axe de faisceau 350 rencontre l'axe "y" scanning direction along the coordinate axis "x" from center point 376, respectively to the right or left in the representation of Fig. 6. Starting from the rest position again, if now the mirror 306 fixes and the mirror 310 is rotated clockwise or anticlockwise around the axis 357, the point at which the beam axis 350 meets the axis "y"
374 du plan de lentilles se déplace d'un mouvement de balaya- 374 of the lens plane moves with a sweeping movement
ge le long de cet axe de coordonnée "y", à partir du point central 376, respectivement vers le haut ou le bas, sur la représentation de la figure 6. On notera que pendant toute cette rotation du miroir 310, avec le miroir 306 maintenu fixe dans la position de repos, l'axe de faisceau rencontre continuellement les points centraux 352 et 362 des miroirs along said coordinate axis "y", from the central point 376, respectively upwards or downwards, in the representation of FIG. 6. It will be noted that during all this rotation of the mirror 310, with the mirror 306 held stationary in the rest position, the beam axis continually encounters the central points 352 and 362 of the mirrors
respectifs 306 et 310. On observe donc que la rotation du mi- 306 and 310. It is therefore observed that the rotation of the
roir 306 provoque un balayage du faisceau laser selon la di- 306 causes a scanning of the laser beam according to the di-
rection de l'axe de coordonnée "x" du miroir 310, du plan de lentilles et du plan de bouts de fibres. De façon similaire, la rotation du miroir 310 provoque un balayage du faisceau selon la direction de l'axe de coordonnée "y" des plans des rection of the coordinate axis "x" of the mirror 310, the lens plane and the plane of fiber ends. Similarly, the rotation of the mirror 310 causes the beam to be scanned in the direction of the coordinate axis "y" of the planes of the
lentilles et des bouts de fibres.lenses and bits of fiber.
Il doit donc apparaître maintenant à l'homme de l'art que la rotation des deux miroirs 306 et 310 est nécessaire pour diriger le faisceau laser 302 vers l'une quelconque des quatre lentilles 312. Par exemple, pour diriger le faisceau It must now be apparent to those skilled in the art that the rotation of the two mirrors 306 and 310 is necessary to direct the laser beam 302 to any one of the four lenses 312. For example, to direct the beam
laser vers la lentille qui se trouve dans la partie supérieu- laser to the lens in the upper part of the
re droite du support de lentilles 314, sur la représentation right of the lens holder 314, on the representation
de la figure 5, une rotation en sens d'horloge des deux mi- of FIG. 5, a clockwise rotation of the two
roirs 306 et 310 à partir de leurs positions de repos res- 306 and 310 from their rest positions
pectives est nécessaire. Pour diriger le faisceau laser fo- pectives is necessary. To direct the laser beam
calisé pour le faire entrer dans un bout de fibre optique particulier, il est nécessaire de faire tourner chacun des miroirs 306 et 310 pour l'amener dans une position spécifique encircled to enter a particular optical fiber end, it is necessary to rotate each of the mirrors 306 and 310 to bring it to a specific position
qui peut être prédéterminée. Ainsi, une paire spécifique pré- which can be predetermined. Thus, a specific pair pre-
déterminée de positions de miroirs, pour les miroirs 306 et 310, correspond à la focalisation du faisceau sur chaque bout - 23 de fibre optique. On fait fonctionner les galvanomètres sous The number of mirror positions determined for the mirrors 306 and 310 corresponds to the focusing of the beam on each end 23 of optical fiber. Galvanometers are operated under
la dépendance des moyens de commande pour déplacer les mi- the dependence of the control means to move the
roirs selon une séquence de telles paires de positions pré- according to a sequence of such pairs of
déterminées, correspondant à une séquence de fibres optiques dans lesquelles le faisceau laser doit être injecté. determined, corresponding to a sequence of optical fibers in which the laser beam is to be injected.
Comme c'était le cas avec le système 100, il est pré- As was the case with System 100, it is pre-
férable que les éléments du système 300 qui sont montés sur la base 316 soient enfermés dans une enceinte ne laissai pas passer la lumière. Les raisons qui conduisent à l'utilisation d'une telle enceinte pour le système 300 sont pratiquement les mêmes que celles envisagées en relation avec le système 100. On notera que les deux galvanomètres incorporés dans le dispositif de balayage à galvanomètres précité, du type XY3035, fabriqué par General Scanning, Inc., sont montés dans le système 300 de façon à établir les positions des axes et des miroirs décrites ici, et non comme ils sont disposés dans le module de dispositif de balayage XY3035, pour mettre en oeuvre l'invention avec succès. On notera en outre que l'axe It is possible that the elements of the system 300 that are mounted on the base 316 are enclosed in an enclosure that does not let the light through. The reasons which lead to the use of such a chamber for the system 300 are substantially the same as those envisaged in connection with the system 100. It will be noted that the two galvanometers incorporated in the above-mentioned galvanometer scanning device, of the XY3035 type. , manufactured by General Scanning, Inc., are mounted in the system 300 so as to establish the positions of the axes and mirrors described herein, and not as arranged in the scanner module XY3035, to implement the invention successfully. Note also that the axis
de chaque galvanomètre qui fait partie du dispositif de ba- of each galvanometer which forms part of the measuring device
layage XY3035 s'étend perpendiculairement à partir d'une sur- XY3035 is spreading perpendicularly from an over-
face de montage du galvanomètre, qui comporte des trous de mounting face of the galvanometer, which has holes in
montage taraudés. Par conséquent, pour positionner de la ma- tapped mounting. Therefore, to position the machine
nière représentée sur la figure 5 les axes 324, 328 de ces galvanomètres, chaque galvanomètre est monté de préférence avec la surface de montage fixée à un élément de support plan, et avec l'axe du galvanomètre traversant ce support, l'élément de support étant lui-même monté perpendiculairement In FIG. 5, the axes 324, 328 of these galvanometers are shown. Each galvanometer is preferably mounted with the mounting surface attached to a plane support element, and with the axis of the galvanometer passing through this support, the support element being itself mounted perpendicularly
sur la base 316.on the base 316.
La figure 7 montre des moyens destinés à la commande Figure 7 shows means for ordering
des galvanomètres 326 et 330 par l'ordinateur 332. L'ordina- 326 and 330 galvanometers by the computer 332. The computer
teur 332, qui peut être un ordinateur IBM PC/AT, est connecté 332, which can be an IBM PC / AT computer, is connected
à un circuit de conditionnement de signal 402 par l'intermé- to a signal conditioning circuit 402 via
diaire d'une carte d'entrée/sortie parallèle 400. Le circuit 400 parallel input / output card. The circuit
de conditionnement de signal 402 est connecté de façon à re- signal conditioning device 402 is connected to
cevoir le signal d'entrée de synchronisation du laser et il est conçu de façon à réagir à ce signal en fournissant sur sa sortie 404 un signal de validation d'écriture sous forme cevoir the synchronization input signal of the laser and it is designed to react to this signal by providing on its output 404 a write enable signal in form
d'impulsions, dirigé vers l'ordinateur 332. Le circuit de- pulses, directed to the computer 332. The circuit
conditionnement de signal 402 règle la largeur et le retard de chaque impulsion de validation d'écriture de façon que chaque impulsion définisse une fenêtre pour le mouvement d'un miroir sous la commande d'un galvanomètre. Chaque fenêtre correspond à une période au cours de laquelle le faisceau laser est dans l'état interrompu, pratiquement comme décrit ci-dessus pour le circuit de conditionnement de signal 214 (figure 4). Le mouvement d'un miroir sous la commande d'un signal conditioning 402 adjusts the width and delay of each write enable pulse so that each pulse defines a window for the movement of a mirror under the control of a galvanometer. Each window corresponds to a period during which the laser beam is in the interrupted state, substantially as described above for the signal conditioning circuit 214 (FIG. 4). The movement of a mirror under the control of a
galvanomètre n'a lieu que pendant la durée de la fenêtre. galvanometer only takes place during the duration of the window.
Dans chaque fenêtre définie par une impulsion de signal de In each window defined by a signal pulse of
validation d'écriture, l'ordinateur 332 est programmé de fa- write validation, the computer 332 is programmed to
çon à générer à la fois une adresse de position de galvano- to generate a galvano position address at the same time
mètre "x" à 16 bits et une adresse de position de galvanomè- meter "x" at 16 bits and a galvanic position address
tre "y" à 16 bits, et chaque adresse ainsi générée est appli- 16-bit "y", and each address thus generated is
quée à une entrée 406 du circuit de conditionnement de signal. to an input 406 of the signal conditioning circuit.
L'adresse de position "x" correspond à une position dans la- The positional address "x" corresponds to a position in the-
quelle le miroir 306, entraîné par le galvanomètre 326, doit être orienté, et l'adresse de position "y" correspond à une the mirror 306, driven by the galvanometer 326, must be oriented, and the positional address "y" corresponds to a
position à laquelle le miroir 310, entraîné par le galvano- position at which the mirror 310, driven by the galvano-
mètre 330, doit être orienté.meter 330, must be oriented.
Les galvanomètres 326 et 330 sont attaqués par un circuit d'attaque de galvanomètres 408. Le circuit d'attaque 408 est conçu de façon à recevoir une adresse de position à 16 bits sur une entrée 410, et à traiter cette adresse comme étant l'adresse de position "x" ou l'adresse de position "y", selon qu'il reçoit un signal d'échantillonnage respectivement sur une entrée d'échantillonnage "x" 412 ou une entrée The galvanometers 326 and 330 are driven by a galvanometer driver 408. The driver 408 is arranged to receive a 16-bit position address on an input 410, and to treat that address as the positional address "x" or positional address "y", depending on whether it receives a sampling signal respectively on an "x" sampling input 412 or an input
d'échantillonnage "y" 414. Le circuit d'attaque de galvanomè- "sampling" 414. The galvanometer driving circuit
tres est en outre conçu de façon à générer un signal analogi- It is also designed to generate an analog signal
que correspondant à l'adresse de position qui lui est appli- that corresponds to the address of position which is applied to him
quée, et ce signal est appliqué au galvanomètre approprié. This signal is applied to the appropriate galvanometer.
Une sortie 416 du circuit d'attaque 408 est ainsi connectée au galvanomètre 326 pour lui appliquer un signal analogique d'adresse de position "x". En outre, une sortie 418 du circuit An output 416 of the driving circuit 408 is thus connected to the galvanometer 326 to apply an analog signal position address "x". In addition, a 418 output of the circuit
d'attaque 408 est connectée au galvanometre 430 pour lui ap- 408 is connected to galvanometer 430 for application
pliquer un signal analogique d'adresse de position "y". Chacun des galvanomètres 326 et 330 renvoie un signal de position analogique, sur sa sortie respective 420, 422, vers le circuit d'attaque de galvanomètres. Le circuit d'attaque 408 est en outre conçu de façon à fournir sur une sortie 424 un signal d'acquittement de position qui indique le moment auquel chaque galvanomètre est orienté dans la position qui correspond à pliquer an analog signal of address of position "y". Each of the galvanometers 326 and 330 returns an analog position signal, at its respective output 420, 422, to the galvanometer driver. The driving circuit 408 is further adapted to provide on an output 424 a position acknowledgment signal which indicates the moment at which each galvanometer is oriented in the position corresponding to
l'adresse de position à 16 bits désirée. Le dispositif de ba- the desired 16-bit address address. The device for
layage à galvanomètres précité, du type XY3035, fabriqué par galvanometer drawing, type XY3035, manufactured by
General Scanning, Inc., comprend un circuit d'attaque de gal- General Scanning, Inc. includes a galaxy attack circuit
vanomètres et deux galvanomètres qu'on peut commander prati- vanometers and two galvanometers which can be ordered practically
quement de la manière décrite ci-dessus. as described above.
Le circuit de conditionnement de signal 402 est con- The signal conditioning circuit 402 is
necté de façon à recevoir le signal d'acquittement de position que génère le circuit d'attaque de galvanomètres. Le circuit de conditionnement de signal est conçu de façon à conditionner des signaux qui sont appliqués à l'ordinateur 332, ainsi que ceux que génère l'ordinateur. Un tel conditionnement comprend l'isolation vis-à-vis d'effets du bruit électromagnétique, et la compensation de paramètres des câbles d'interconnexion. Le circuit de conditionnement de signal applique à l'ordinateur connected to receive the position acknowledgment signal generated by the galvanometer driver. The signal conditioning circuit is arranged to condition signals that are applied to the computer 332, as well as those generated by the computer. Such packaging includes isolation from the effects of electromagnetic noise, and compensation of parameters of the interconnection cables. The signal conditioning circuit applies to the computer
332, sur une sortie 426, les signaux d'acquittement de posi- 332, on an output 426, the position acknowledgment signals
tion que génère le circuit d'attaque de galvanomètres. L'or- generated by the galvanometer driver. The or-
dinateur 332 est en outre programmé de façon à générer les signaux d'échantillonnage "x" et "y", respectivement à la 332 is further programmed to generate the sampling signals "x" and "y" respectively at the
suite de la génération des adresses de position "x" et "y". following the generation of positional addresses "x" and "y".
Les signaux d'échantillonnage sont appliqués à une entrée 428 du circuit de conditionnement de signal qui applique à son The sampling signals are applied to an input 428 of the signal conditioning circuit which applies to its
tour les signaux au circuit d'attaque de galvanomètres. turn the signals to the galvanometer driver.
Ainsi, à la réception du signal de validation d'écri- Thus, upon receipt of the write validation signal,
ture, l'ordinateur 332 génère l'adresse de position "x" et the computer 332 generates the positional address "x" and
immédiatement après un signal d'échantillonnage "x". Le cir- immediately after a sampling signal "x". The cir-
cuit d'attaque de galvanomètres reçoit les signaux d'adresse galvanometer attack cookie receives the address signals
et d'échantillonnage par l'intermédiaire du circuit de con- and sampling through the con-
ditionnement de signal et il réagit à ces signaux en appli- signal, and responds to these signals in accordance with
quant au galvanomètre 326 le signal analogique d'adresse de position "x". Le circuit d'attaque 408 détermine le moment auquel le galvanomètre 326 a amené le miroir 306 à la position désirée, au moyen du signal analogique de position qui est renvoyé en réaction, et il indique que la position désirée a été atteinte, par l'intermédiaire du signal d'acquittement de as for the galvanometer 326 the analog signal position address "x". The driving circuit 408 determines the moment at which the galvanometer 326 has brought the mirror 306 to the desired position, by means of the analog position signal which is returned in response, and indicates that the desired position has been reached, by the intermediate of the acknowledgment signal of
position. L'ordinateur 332 reçoit ce dernier signal par l'in- position. The computer 332 receives this last signal by the
termédiaire du circuit de conditionnement de signal et, en ré- of the signal conditioning circuit and, in
ponse, l'ordinateur génère l'adresse de position "y". L'ordi- In response, the computer generates the "y" position address. The ordi-
nateur génère ensuite le signal d'échantillonnage "y". En ré- The generator then generates the sampling signal "y". In re-
* ponse, le circuit d'attaque de galvanomètres commande au gal-In response, the galvanometer driver circuit controls
vanomètre 330 d'orienter le miroir 310 dans la position dési- 330 to orient the mirror 310 in the desired position.
rée, et il génère le signal d'acquittement de position lorsque it generates the position acknowledgment signal when
cette action est accomplie.this action is accomplished.
En fonctionnement, le système 300 est connecté à un ou In operation, the system 300 is connected to one or
plusieurs postes de travail par les fibres optiques 304. L'or- several workstations by optical fibers 304. The
dinateur 332 est programmé de façon à fournir une séquence de paires d'adresse de position de galvanomètre "x" et "y" à 16 bits, chaque paire correspondant à des positions des miroirs qui permettent de focaliser le faisceau laser sur le bout 332 is programmed to provide a sequence of 16-bit galvanometer "x" and "y" position address pairs, each pair corresponding to mirror positions that focus the laser beam on the tip.
d'une fibre optique particulière, à travers l'une des lentil- of a particular optical fiber, through one of the lenses
les 312. Par conséquent, la séquence de paires d'adresses de positiondéfinit une séquence de fibres dans lesquelles le faisceau laser doit être injecté, et donc de postes de travail vers lesquels le faisceau doit être transmis. Comme dans le système 100, les adresses peuvent être fournies dans n'importe 312. Therefore, the sequence of position address pairs defines a sequence of fibers into which the laser beam is to be injected, and thus workstations to which the beam is to be transmitted. As in System 100, addresses can be provided in any
quel ordre prédéterminé. Le système 300 fonctionne donc, pra- which predetermined order. The system 300 therefore functions, practically
tiquement comme le système 100, dans un mode de commutation à chaud dans lequel les miroirs 3G6 et 310 ne sont repositionnés just like the system 100, in a hot switching mode in which the mirrors 3G6 and 310 are repositioned
qu'entre des impulsions laser successives. than between successive laser pulses.
La figure 8 représente un système de postes de travail à laser 500 qui comprend un laser de puissance fonctionnant Fig. 8 shows a laser workstation system 500 which includes a working power laser
ep régime d'impulsions, 502, un appareil de direction de fais- ep pulse regime, 502, a steering apparatus for
ceau laser 504 construit conformément à l'invention, et un 504 laser beam constructed according to the invention, and a
ensemble de postes de travail à laser 506-1, 506-2,.... set of laser workstations 506-1, 506-2, ....
506-N destinés à l'accomplissement de tâches au moyen d'un faisceau laser à régime d'impulsions, 508, que génère le laser 506-N for performing tasks using a pulsed laser beam, 508, generated by the laser
502. Chaque poste de travail à laser 506 est connecté à l'ap- 502. Each laser workstation 506 is connected to the
pareil de direction de faisceau 504 par une ou plusieurs fi- same beam direction 504 by one or more
bres optiques 510. Ainsi, une extrémité d'entrée de chaque fibre est connectée à l'appareil de direction de faisceau, Thus, an input end of each fiber is connected to the beam steering apparatus,
tandis qu'une extrémité de sortie de chaque fibre est connec- while an output end of each fiber is connected
tée à un poste de travail particulier. Dans le fonctionnement du système 500, l'appareil de direction de faisceau injecte des impulsions successives du faisceau laser 508 dans les bouts de fibres situés aux extrémités d'entrée de celles des fibres optiques qui sont connectées aux postes de travail at a particular workstation. In the operation of the system 500, the beam steering apparatus injects successive pulses of the laser beam 508 into the fiber ends at the input ends of those of the optical fibers that are connected to the workstations.
nécessitant l'utilisation du faisceau laser. Ainsi, en injec- requiring the use of the laser beam. Thus, in injecting
tant les impulsions laser dans les bouts de ces fibres seule- both laser pulses in the ends of these fibers alone
ment, la pleine puissance du faisceau laser, diminuée des pertes de transmission dans les fibres, est transmise aux the full power of the laser beam, minus the transmission losses in the fibers, is transmitted to the
extrémités de sortie de ces fibres et donc aux postes de tra- output ends of these fibers and therefore to workstations
vail qui sont connectés aux fibres considérées. which are connected to the considered fibers.
Bien qu'on ait indiqué ci-dessus que les galvanomètres 326 et 330, dans le système 300, pouvaient être constitués par le dispositif de balayage combiné XY3035 fabriqué par General Scanning, on peut utiliser à la place pour chaque galvanomètre Although it has been indicated above that the galvanometers 326 and 330 in the system 300 could be constituted by the combined scanning device XY3035 manufactured by General Scanning, it is possible to use instead for each galvanometer
un élément discret, tel que le dispositif de balayage à galva- a discrete element, such as the galva-
nomètre G350DT de General Scanning, et l'amplificateur d'atta- General Scanning's G350DT, and the Attack Amplifier
que CX660 associé. Cependant, dans un tel cas, une technique de commande différente de celle représentée sur la figure 7 est nécessaire pour attaquer les galvanomètres discrets. La than CX660 associated. However, in such a case, a control technique different from that shown in FIG. 7 is necessary to attack the discrete galvanometers. The
figure 9 représente des moyens destinés à la commande de gal- FIG. 9 represents means intended for the control of gal-
vanomètres discrets 326 et 330. L'ordinateur 332 est connecté aux galvanomètres discrets par l'intermédiaire d'un circuit d'interface de commande 600. Le circuit 600 est construit de facon à fonctionner d'une manière analogue à celle du circuit Discrete vanometers 326 and 330. The computer 332 is connected to the discrete galvanometers via a control interface circuit 600. The circuit 600 is constructed to operate in a manner similar to that of the circuit.
(figure 4), l'ordinateur générant des adresses de posi- (FIG. 4), the computer generating positional addresses
tion de galvanomètres "x" et "y" à 8 bits séparées pour posi- of galvanometers "x" and "y" at 8 bits separated for posi-
tionner respectivement les miroirs 306 et 310. Comme décrit ci-dessus, chaque paire d'adresses "x" et "y" correspond à une paire prédéterminée et spécifique de positions de miroirs pour l'injection du faisceau laser dans une fibre optique différente. Chaque adresse numérique est conditionnée pour l'application au galvanomètre approprié, lorsqu'un signal de respectively, the mirrors 306 and 310. As described above, each pair of addresses "x" and "y" corresponds to a predetermined and specific pair of mirror positions for injection of the laser beam into a different optical fiber. Each digital address is conditioned for the application to the appropriate galvanometer, when a signal of
validation d'écriture autorise l'application, et chaque posi- write validation allows the application, and each
tion de galvanomètre est renvoyée en réaction pour former un circuit de commande de position en boucle fermée, tout ceci s'effectuant d'une manière pratiquement identique à celle du The galvanometer is returned in reaction to form a closed loop position control circuit, all of which is practically identical to that of the
circuit 200 (figure 4).circuit 200 (FIG. 4).
L'ordinateur 332 fournit donc sur une sortie 602 des The computer 332 therefore provides on an output 602
adresses de position de galvanomètres "x" et "y" à 8 bits. Galvanometer position addresses "x" and "y" at 8 bits.
Lorsque l'ordinateur peut générer les adresses "x" et "y" en séquence et non simultanément, le signal de la sortie 602 est appliqué à un circuit de commutation 604 qui dirige tour à When the computer can generate the addresses "x" and "y" in sequence and not simultaneously, the signal from the output 602 is applied to a switching circuit 604 which directs turn to
tour les adresses générées séquentiellement vers les conver- turn the sequentially generated addresses to the conver-
tisseurs N/A appropriés. L'adresse "x" est appliquée à un appropriate N / A weavers. The address "x" is applied to a
circuit séparateur et d'attaque 606 dont la sortie est con- splitter and driver circuit 606 whose output is
nectée à un convertisseur N/A d'adresse "x", 608. De façon connected to an "x" address 608 converter.
similaire, l'adresse "y" est appliquée à un circuit sépara- similar, the address "y" is applied to a separate circuit
teur et d'attaque 610 ayant une sortie connectée à un conver- driver and driver 610 having an output connected to a conver-
tisseur N/A d'adresse "y" 612. Les circuits séparateurs et d'attaque 606 et 610 remplissent pratiquement une fonction N / A weaver of "y" address 612. The splitter and driver circuits 606 and 610 perform virtually a function
identique à celle décrite ci-dessus pour le circuit 202 (fi- identical to that described above for circuit 202 (see
gure 4). Les convertisseurs N/A 608, 612 peuvent être du même Figure 4). The D / A converters 608, 612 can be of the same
type que les convertisseurs N/A 204 (figure 4), décrits ci- such as the D / A 204 converters (FIG. 4) described above.
dessus. Les convertisseurs N/A 608 et 612 fournissent sur leurs sorties respectives 614 et 616 un signal analogique qui above. The D / A converters 608 and 612 provide on their respective outputs 614 and 616 an analog signal which
correspond au signal numérique qui leur est appliqué. Les si- corresponds to the digital signal applied to them. The
gnaux des sorties 614 et 616 sont respectivement appliqués à The outputs of outputs 614 and 616 are respectively applied to
des amplificateurs 618 et 620. Un signal présent sur la sor- amplifiers 618 and 620. A signal present on the output
tie 622 de l'amplificateur 618 est renvoyé vers une entrée de réaction 624 du convertisseur N/A 608. De façon similaire, un signal présent sur la sortie 626 de l'amplificateur 620 est renvoyé vers une entrée de réaction 628 du convertisseur N/A 612. Comme dans le cas du circuit 200, la connexion de réac- tion dirigée vers chaque convertisseur N/A a pour fonction de 622 of the amplifier 618 is returned to a feedback input 624 of the D / A converter 608. Similarly, a signal at the output 626 of the amplifier 620 is returned to a feedback input 628 of the N / A converter. A 612. As in the case of the circuit 200, the reaction connection directed to each D / A converter has the function of
stabiliser le signal de sortie analogique du convertisseur. stabilize the analog output signal of the converter.
Un circuit de conditionnement de signal 630 est con- A signal conditioning circuit 630 is
necté de façon à recevoir le signal d'entrée de synchronisa- connected to receive the synchronization input signal
tion du laser et il est conçu de façon à fournir sur ses sor- of the laser and is designed to provide on its
ties 632 et 634 un signal de validation d'écriture sous forme 632 and 634 a write enable signal in form
d'impulsions. Le circuit de conditionnement de signal 630 rè- pulse. The signal conditioning circuit 630 regulates
gle l'impulsion de signal de validation d'écriture pour défi- gle the write enable signal pulse to define
nir une fenêtre pour le mouvement du miroir entraîné par le galvanomètre, pratiquement de la manière décrite ci-dessus a window for the movement of the mirror driven by the galvanometer, practically in the manner described above
pour le circuit de conditionnement de signal 214 (figure 4). for the signal conditioning circuit 214 (FIG. 4).
Le signal de validation d'écriture est appliqué à l'ordina- The write enable signal is applied to the computer
teur par l'intermédiaire d'un circuit séparateur et d'attaque 635 qui est pratiquement identique aux circuits 606 et 610. A through a splitter and driver circuit 635 which is substantially identical to the circuits 606 and 610. A
l'intérieur de chaque fenêtre définie par le signal de vali- within each window defined by the validity signal.
dation d'écriture, les deux adresses de position "x" et "y" the two positional addresses "x" and "y"
sont générées par l'ordinateur 332, appliquées aux convertis- generated by computer 332, applied to converts
seurs N/A 608 et 612, et traitées par ces derniers. N / A 608 and 612, and processed by them.
Le galvanomètre 326 fournit sur une sortie 640 un si- The galvanometer 326 provides on a 640 output a
gnal analogique proportionnel à la position angulaire de son analog signal proportional to the angular position of its
axe 324. Cette position d'axe est amplifiée par un amplifica- axis 324. This axis position is amplified by an amplification
teur 642 et elle est appliquée à une première entrée d'un comparateur 644. Le signal analogique stabilisé de la sortie 642 and is applied to a first input of a comparator 644. The stabilized analog signal of the output
622 de l'amplificateur 618, qui représente l'adresse de posi- 622 of the amplifier 618, which represents the positional address
tion du galvanomètre "x", est amplifié par un amplificateur 646 et il est appliqué à une seconde entrée du comparateur 644. Les amplificateurs 642 et 646 sont sélectionnés de façon à permettre la comparaison des signaux de position d'adresse The galvanometer "x" is amplified by an amplifier 646 and is applied to a second input of the comparator 644. The amplifiers 642 and 646 are selected to allow the comparison of the address position signals.
"x" et du galvanomètre 326. Le comparateur 644 fournit un si- "x" and the galvanometer 326. The comparator 644 provides a
gnal d'erreur représentatif de la différence entre les posi- error model representing the difference between the posi-
tions réelle et désirée du galvanometre, et le signal d'erreur est amplifié par un amplificateur 648 et il est appliqué de galvanometer, and the error signal is amplified by an amplifier 648 and is applied
façon à attaquer le galvanomètre 326. way to attack the galvanometer 326.
Le galvanomètre 330 fournit son signal analogique de position d'axe sur une sortie 650, ce signal est amplifié par un amplificateur 652, et il est appliqué à une première entrée d'un comparateur 654. Le signal présent sur la sortie 626 de l'amplificateur 620, représentatif de l'adresse de position de galvanomètre "y", est amplifié par un amplificateur 656 et il The galvanometer 330 provides its axis position analog signal on an output 650, this signal is amplified by an amplifier 652, and it is applied to a first input of a comparator 654. The signal on the output 626 of the amplifier 620, representative of the galvanometer position address "y", is amplified by an amplifier 656 and
est appliqué à une seconde entrée du comparateur 654. Les am- is applied to a second input of the comparator 654. The
plificateurs 652 et 656 permettent une comparaison directe des Plifiers 652 and 656 allow direct comparison of
signaux d'adresse de position réelle et désirée du galvanomè- address signals of actual and desired position of the galvanometer.
tre, et le signal d'erreur que fournit le comparateur, qui est représentatif de la différence entre ces signaux, est amplifié and the error signal provided by the comparator, which is representative of the difference between these signals, is amplified
par un amplificateur 658 et il est appliqué de façon à atta- by an amplifier 658 and is applied in such a way as to
quer le galvanomètre 330. Comme indiqué ci-dessus en relation avec le galvanomètre 112, lorsque chacun des galvanomètres 326 the galvanometer 330. As indicated above in relation to the galvanometer 112, when each of the galvanometers 326
et 330 est constitué par le dispositif de balayage à galvano- and 330 is constituted by the galvano-scanning device
mètre G350DT et par l'amplificateur d'attaque CX660 précités, le signal d'erreur est appliqué à l'amplificateur d'attaque et meter G350DT and by the aforementioned CX660 driver amplifier, the error signal is applied to the drive amplifier and
le signal de réaction de position est fourni par ce même am- the position feedback signal is provided by this same
plificateur.plificateur.
Le fonctionnement du système 300 utilisant des galva- The operation of the system 300 using galva-
nomètres discrets se déroule donc d'une manière analogue au discrete names is therefore proceeding in a similar way to
fonctionnement du système 100. Les adresses numériques de po- 100. The numerical addresses of po-
sition "x" et "y", qui sont générées pendant la fenêtre défi- "x" and "y", which are generated during the definite window
nie par le signal de validation d'écriture, sont immédiatement deny by the write enable signal, are immediately
converties en signaux analogiques, eteies sont ensuite appli- converted into analog signals, they are then applied
qués aux galvanomètres, dont le mouvement est commandé en bou- galvanometers, whose movement is controlled by
cle fermée.closed key.
Bien que le second mode de réalisation de l'invention comprenne deux miroirs, dans une configuration dans laquelle Although the second embodiment of the invention comprises two mirrors, in a configuration in which
le premier miroir dirige le faisceau laser vers le second mi- the first mirror directs the laser beam towards the second half
roir, et les premier et second miroirs communiquent respecti- the first and second mirrors communicate with each other
vement un mouvement de balayage au faisceau laser selon les directions des axes de coordonnées "x" et "y", l'invention n'est pas limitée à une telle configuration. A la place, on peut disposer les miroirs de façon que les premier et second miroirs positionnent respectivement le faisceau laser selon les directions des axes de coordonnées "y" et "x" Although the laser beam is scanned in the directions of the "x" and "y" coordinate axes, the invention is not limited to such a configuration. Instead, the mirrors can be arranged so that the first and second mirrors respectively position the laser beam along the directions of the "y" and "x" coordinate axes.
Dans les modes de réalisation de l'invention présen- In the embodiments of the present invention,
tés ci-dessus, l'ordinateur fournit des adresses de position de galvanomètres à 8 ou 16 bits. On peut mettre en oeuvre l'invention avec un ordinateur qui génère des adresses ayant d'autres tailles appropriées. On a indiqué que les éléments des modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus, comprenant les galvanomètres, les lentilles et les supports de fibres, étaient montés de façon rigide. Il est préférable above, the computer provides 8 or 16 bit galvanometer position addresses. The invention can be implemented with a computer that generates addresses of other appropriate sizes. It has been stated that the elements of the embodiments of the invention described above, including galvanometers, lenses and fiber carriers, are rigidly mounted. It is better to
que l'alignement et les positions de ces éléments soient dé- that the alignment and positions of these elements are
terminés à l'avance avec précision et que les éléments soient montés de façon rigide, sans marge de mouvement. Une telle disposition précise facilite la fabrication ultérieure du système de direction de faisceau laser. L'invention n'est cependant pas limitée à cette configuration. A la place, on pourrait monter les divers éléments d'une manière permettant d'effectuer de petits réglages de leurs positions respectives, par exemple par l'utilisation de trous surdimensionnés, et fixer rigidement les éléments respectifs après avoir établi finished in advance with precision and that the elements are mounted rigidly, without margin of movement. Such a precise arrangement facilitates the subsequent manufacture of the laser beam steering system. The invention is however not limited to this configuration. Instead, the various elements could be mounted in a manner allowing for small adjustments of their respective positions, for example by the use of oversized holes, and rigidly securing the respective elements after establishing
l'alignement désiré.the desired alignment.
Chaque miroir utilisé dans la mise en oeuvre de l'in- Each mirror used in the implementation of the in-
vention comporte une surface avant revêtue d'une matière diélectrique. Du fait que la réflectivité de ce revêtement diminue lorsque l'angle d'incidence du faisceau s'écarte de l'angle prévu, une faible fraction du faisceau laser peut The invention comprises a front surface coated with a dielectric material. Because the reflectivity of this coating decreases as the angle of incidence of the beam deviates from the expected angle, a small fraction of the laser beam can
être transmise par la surface avant et réfléchie sur la sur- be transmitted by the front surface and reflected on the over-
face arrière. Bien que des images fantômes résultant de tel- back side. Although ghost images resulting from such
les réflexions sur la surface arrière n'affectent pas défa- the reflections on the back surface do not affect the
vorablement la mise en oeuvre de l'invention, il est souhai- vorably the implementation of the invention, it is desirable
table de minimiser leur présence. Une manière de minimiser des réflexions sur la surface arrière consiste à revêtir la table to minimize their presence. One way of minimizing reflections on the back surface is to coat the
surface arrière du miroir avec un revêtement antireflet sé- rear surface of the mirror with a separate anti-reflective coating
lectionné, en fonction de la longueur d'onde du faisceau la- selected, depending on the wavelength of the beam
ser, de façon à réduire la réflexion de la fraction du fais- to reduce the reflection of the fraction of the
ceau qui est transmise par la surface avant. On notera éga- which is transmitted by the front surface. We will also note
lement qu'on peut mettre en oeuvre l'invention avec succès that the invention can be successfully implemented
dans des conditions dans lesquelles la surface arrière uni- under conditions in which the unified rear surface
quement de chaque miroir, et non la surface avant, est revê- each mirror, and not the front surface, is covered by
tue avec la matière diélectrique réfléchissante. kills with the reflective dielectric material.
Il faut en outre noter que la mise en oeuvre de l'in- It should also be noted that the implementation of the
vention n'est pas limitée à l'utilisation d'un revêtement qui is not limited to the use of a coating which
procure une réflectivité maximale sous un angle prévu de 45c. provides maximum reflectivity at an expected angle of 45c.
L'angle prévu de 45 vient du fait que dans les modes de réa- The expected angle of 45 is that in the modes of
lisation représentés et décrits ci-dessus, le montage préféré de chaque miroir est tel que la plage de mouvement du miroir est située de part et d'autre d'un angle d'incidence nominal As illustrated and described above, the preferred mounting of each mirror is such that the range of motion of the mirror is located on either side of a nominal angle of incidence.
du faisceau de 45c. Il est également possible de monter cha- beam of 45c. It is also possible to mount each
que miroir utilisé ici de façon que sa plage de mouvement soit située autour d'un angle prévu autre que 45 . Dans un mirror used here so that its range of motion is around a predicted angle other than 45. In one
tel cas, chaque miroir serait revêtu de façon à avoir une ré- such case, each mirror would be coated so as to have a
flectivité pratiquement maximale au voisinage de son angle almost maximal flectivity near its angle
prévu correspondant.expected corresponding.
Bien que l'invention, telle qu'elle est décrite ci- Although the invention, as described above,
dessus, permette de diriger chaque impulsion de faisceau la- above, allows to direct each beam pulse la-
ser successive vers une fibre optique différente, elle n'est to a different optical fiber, it is not
pas limitée à cette configuration. Plusieurs impulsions suc- not limited to this configuration. Several successive impulses
cessives peuvent être dirigées vers la même fibre avant que le faisceau soit réorienté vers une fibre différente. On peut accomplir ceci de façon simple en programmant l'ordinateur de ceases can be directed to the same fiber before the beam is redirected to a different fiber. This can be accomplished simply by programming the computer to
façon qu'il génère la même position d'adresse de manière ré- way that it generates the same position of address in a way re-
pétée, un nombre de fois désiré. Le fait de diriger des im- bang, a number of times desired. The directing of
pulsions successives dans une fibre unique est particulière- successive impulses in a single fiber is particularly
ment avantageux lorsque l'opération, par exemple une opéra- advantageous when the operation, for example an opera-
tion de découpage ou de perçage, qui est effectuée à un poste de travail, à l'extrémité éloignée de la fibre, exige une cutting or drilling, which is performed at a workstation, at the far end of the fiber, requires a
énergie laser considérable.considerable laser energy.
Bien qu'il soit préférable de mettre en oeuvre l'in- Although it is better to implement the
vention décrite ci-dessus en utilisant un laser qui fonction- described above using a laser which
ne en régime d'impulsions, cette condition n'est pas limita- not in pulse mode, this condition is not
tive. En utilisant des techniques de découpage mécaniques connues, on peut également convertir un faisceau provenant tive. Using known mechanical cutting techniques, it is also possible to convert a beam from
d'un laser fonctionnant en régime continu, en un train d'im- of a laser operating in continuous mode, in a train of im-
pulsions ayant une fréquence prédéterminée, avec une durée pulses having a predetermined frequency, with a duration
prédéterminée pour chaque impulsion. predetermined for each pulse.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/944,771 US4838631A (en) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | Laser beam directing system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2608786A1 true FR2608786A1 (en) | 1988-06-24 |
Family
ID=25482044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8717837A Pending FR2608786A1 (en) | 1986-12-22 | 1987-12-21 | APPARATUS AND METHOD FOR DIRECTING A LASER BEAM |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4838631A (en) |
JP (1) | JPS63179313A (en) |
DE (1) | DE3742553A1 (en) |
FR (1) | FR2608786A1 (en) |
GB (1) | GB2199158B (en) |
IL (1) | IL84605A (en) |
IT (1) | IT1223568B (en) |
NL (1) | NL8703073A (en) |
SE (1) | SE8705093L (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4489235A2 (en) | 2023-07-06 | 2025-01-08 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Optical switching and sequential spatial distribution of a pulsed power laser beam with deterministic feedback control |
Families Citing this family (71)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02205812A (en) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Takashi Mori | Optical distribution device |
US4927226A (en) * | 1989-03-27 | 1990-05-22 | General Electric Company | Multiplexer for high power CW lasers |
US4960970A (en) * | 1989-08-11 | 1990-10-02 | General Electric Company | Method and apparatus for acoustic breakthrough detection |
US4997250A (en) * | 1989-11-17 | 1991-03-05 | General Electric Company | Fiber output coupler with beam shaping optics for laser materials processing system |
US5045669A (en) * | 1990-03-02 | 1991-09-03 | General Electric Company | Method and apparatus for optically/acoustically monitoring laser materials processing |
US5026979A (en) * | 1990-03-05 | 1991-06-25 | General Electric Company | Method and apparatus for optically monitoring laser materials processing |
US5159402A (en) * | 1990-03-26 | 1992-10-27 | General Electric Company | Optical sensor safety system for monitoring laser crystals and optical components |
DE4108146C2 (en) * | 1991-03-13 | 1995-04-20 | Hohla Kristian | Device for removing material with laser light |
US5302798A (en) * | 1991-04-01 | 1994-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming a hole with a laser and an apparatus for forming a hole with a laser |
US5355244A (en) * | 1991-09-18 | 1994-10-11 | Ricoh Company Ltd. | Optical scanner for reducing shading |
US5199088A (en) * | 1991-12-31 | 1993-03-30 | Texas Instruments Incorporated | Fiber optic switch with spatial light modulator device |
EP0574686A2 (en) * | 1992-05-13 | 1993-12-22 | The Spectranetics Corporation | Linear scan method and system for cloupling energy into an optical fiber bundle |
US5373140A (en) * | 1993-03-16 | 1994-12-13 | Vernay Laboratories, Inc. | System for cleaning molding equipment using a laser |
JP2742014B2 (en) * | 1994-03-17 | 1998-04-22 | 川崎重工業株式会社 | Fiber branch light guide switching device for high power laser |
JPH08150485A (en) * | 1994-11-28 | 1996-06-11 | Komatsu Ltd | Laser marking device |
US5535293A (en) * | 1994-12-09 | 1996-07-09 | Buchin; Michael P. | High-speed electro-optical modulator, chopper, and multiplexer/demultiplexer |
US5650868A (en) * | 1995-06-07 | 1997-07-22 | Compaq Computer Corporation | Data transfer system |
US5640479A (en) * | 1995-10-18 | 1997-06-17 | Palomar Technologies Corporation | Fiberoptic face plate stop for digital micromirror device projection system |
US5822486A (en) * | 1995-11-02 | 1998-10-13 | General Scanning, Inc. | Scanned remote imaging method and system and method of determining optimum design characteristics of a filter for use therein |
DE19644918C2 (en) * | 1996-10-29 | 1999-10-21 | Cms Mikrosysteme Gmbh Chemnitz | Micromechanical optical switching unit |
US6034803A (en) * | 1997-04-30 | 2000-03-07 | K2 T, Inc. | Method and apparatus for directing energy based range detection sensor |
US6246657B1 (en) * | 1997-09-22 | 2001-06-12 | Iolon, Inc. | Fiber bundle switch |
US6295154B1 (en) | 1998-06-05 | 2001-09-25 | Texas Instruments Incorporated | Optical switching apparatus |
US6101299A (en) * | 1998-06-05 | 2000-08-08 | Astarte Fiber Networks, Inc. | Optical switch targeting system |
US6097860A (en) * | 1998-06-05 | 2000-08-01 | Astarte Fiber Networks, Inc. | Compact optical matrix switch with fixed location fibers |
US6097858A (en) * | 1998-06-05 | 2000-08-01 | Astarte Fiber Networks, Inc. | Sensing configuration for fiber optic switch control system |
US6320993B1 (en) | 1998-06-05 | 2001-11-20 | Astarte Fiber Networks, Inc. | Optical switch pathway configuration using control signals |
WO1999063531A1 (en) | 1998-06-05 | 1999-12-09 | Herzel Laor | Optical switch for disk drive |
JP2002518700A (en) * | 1998-06-05 | 2002-06-25 | エイエフエヌ エルエルシー | Planar array optical switch and method |
US6760506B2 (en) | 1999-06-04 | 2004-07-06 | Herzel Laor | Optical switch and servo mechanism |
US6493485B1 (en) * | 1999-08-03 | 2002-12-10 | Astro Terra Corporation | Systems and methods for aligning a laser beam with an optical fiber |
US20020071169A1 (en) | 2000-02-01 | 2002-06-13 | Bowers John Edward | Micro-electro-mechanical-system (MEMS) mirror device |
US6610974B1 (en) | 2000-06-05 | 2003-08-26 | Calient Networks, Inc. | Positioning a movable reflector in an optical switch |
US6728016B1 (en) | 2000-06-05 | 2004-04-27 | Calient Networks, Inc. | Safe procedure for moving mirrors in an optical cross-connect switch |
US6587611B1 (en) | 2000-06-06 | 2003-07-01 | Calient Networks, Inc. | Maintaining path integrity in an optical switch |
US6825967B1 (en) | 2000-09-29 | 2004-11-30 | Calient Networks, Inc. | Shaped electrodes for micro-electro-mechanical-system (MEMS) devices to improve actuator performance and methods for fabricating the same |
WO2002069532A2 (en) | 2000-11-03 | 2002-09-06 | Herzel Laor | Piezoelectric optical cross connect switching |
US6689985B2 (en) | 2001-01-17 | 2004-02-10 | Orbotech, Ltd. | Laser drill for use in electrical circuit fabrication |
US6721474B2 (en) * | 2001-03-19 | 2004-04-13 | Optiwork, Inc. | Fiber optic switch using galvanometer-driven x-y scanning |
KR101012913B1 (en) * | 2001-06-13 | 2011-02-08 | 오르보테크 엘티디. | Multibeam Micromachining System and Method |
US6836585B2 (en) * | 2001-08-06 | 2004-12-28 | Fiberyard, Inc. | Photonic switch |
US7110633B1 (en) | 2001-08-13 | 2006-09-19 | Calient Networks, Inc. | Method and apparatus to provide alternative paths for optical protection path switch arrays |
US6544863B1 (en) | 2001-08-21 | 2003-04-08 | Calient Networks, Inc. | Method of fabricating semiconductor wafers having multiple height subsurface layers |
US6794793B2 (en) * | 2001-09-27 | 2004-09-21 | Memx, Inc. | Microelectromechnical system for tilting a platform |
US6640023B2 (en) | 2001-09-27 | 2003-10-28 | Memx, Inc. | Single chip optical cross connect |
US6944365B2 (en) * | 2002-01-03 | 2005-09-13 | Memx, Inc. | Off axis optical signal redirection architectures |
US20040207894A1 (en) * | 2002-03-14 | 2004-10-21 | Michael Hodges | Multi-function optical channel processing unit |
US20040207893A1 (en) * | 2002-03-14 | 2004-10-21 | Miller Samuel Lee | Channel processing unit for WDM network |
US7521651B2 (en) * | 2003-09-12 | 2009-04-21 | Orbotech Ltd | Multiple beam micro-machining system and method |
US20060257929A1 (en) * | 2003-11-12 | 2006-11-16 | Microbiosystems, Limited Partnership | Method for the rapid taxonomic identification of pathogenic microorganisms and their toxic proteins |
DE102004001327B4 (en) * | 2004-01-08 | 2006-06-14 | Werner Grosse | Method and apparatus for laser perforation of wide webs |
US7763827B2 (en) * | 2004-12-30 | 2010-07-27 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for laser welding incorporating galvanometer delivery |
KR100741110B1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-07-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Electrode Formation Method of Optical Fiber and Plasma Display Panel |
US9423397B2 (en) | 2006-03-10 | 2016-08-23 | Indx Lifecare, Inc. | Waveguide-based detection system with scanning light source |
US9528939B2 (en) | 2006-03-10 | 2016-12-27 | Indx Lifecare, Inc. | Waveguide-based optical scanning systems |
US9976192B2 (en) | 2006-03-10 | 2018-05-22 | Ldip, Llc | Waveguide-based detection system with scanning light source |
US8288157B2 (en) * | 2007-09-12 | 2012-10-16 | Plc Diagnostics, Inc. | Waveguide-based optical scanning systems |
JP5266647B2 (en) * | 2006-03-23 | 2013-08-21 | 日産自動車株式会社 | Laser welding apparatus and adjustment method thereof |
US8088124B2 (en) * | 2007-01-19 | 2012-01-03 | Technolas Perfect Vision Gmbh | System and method for precise beam positioning in ocular surgery |
US8529557B2 (en) * | 2008-05-30 | 2013-09-10 | Technolas Perfect Vision Gmbh | System and method for stray light compensation of corneal cuts |
GB2461026B (en) * | 2008-06-16 | 2011-03-09 | Plc Diagnostics Inc | System and method for nucleic acids sequencing by phased synthesis |
GB0816308D0 (en) | 2008-09-05 | 2008-10-15 | Mtt Technologies Ltd | Optical module |
EP2425286B1 (en) * | 2009-04-29 | 2020-06-24 | Ldip, Llc | Waveguide-based detection system with scanning light source |
US9350454B2 (en) * | 2011-01-21 | 2016-05-24 | Finisar Corporation | Multi-laser transmitter optical subassembly |
US8807752B2 (en) | 2012-03-08 | 2014-08-19 | Technolas Perfect Vision Gmbh | System and method with refractive corrections for controlled placement of a laser beam's focal point |
US9398979B2 (en) | 2013-03-11 | 2016-07-26 | Technolas Perfect Vision Gmbh | Dimensional compensator for use with a patient interface |
US10018566B2 (en) | 2014-02-28 | 2018-07-10 | Ldip, Llc | Partially encapsulated waveguide based sensing chips, systems and methods of use |
US11181479B2 (en) | 2015-02-27 | 2021-11-23 | Ldip, Llc | Waveguide-based detection system with scanning light source |
JP2019504182A (en) | 2015-11-16 | 2019-02-14 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーRenishaw Public Limited Company | Module and method for additive manufacturing equipment |
CN108963735A (en) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 南京理工大学 | A kind of device and its control method of the output of optical fiber laser subchannel |
FR3128140B1 (en) | 2021-10-19 | 2024-09-27 | Steelemat S A R L | Hybrid Ultrasonic Non-Destructive Testing Device Electromagnetic Acoustic/Laser Transducers with Monolithic Rotating Optical Assembly of Agile Laser Array Transmitters for Metallurgical Object Inspection |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54156551A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo switch |
US4470662A (en) * | 1983-04-07 | 1984-09-11 | Mid-West Instrument | Rotary optic switch |
US4534615A (en) * | 1982-11-22 | 1985-08-13 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Scanning type laser system |
US4564736A (en) * | 1984-05-07 | 1986-01-14 | General Electric Company | Industrial hand held laser tool and laser system |
US4592622A (en) * | 1983-03-23 | 1986-06-03 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Light-beam scanning apparatus |
EP0195375A2 (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Catheter for laser angiosurgery |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4015100A (en) * | 1974-01-07 | 1977-03-29 | Avco Everett Research Laboratory, Inc. | Surface modification |
US4099829A (en) * | 1977-02-23 | 1978-07-11 | Harris Corporation | Flat field optical scanning system |
US4304460A (en) * | 1978-03-10 | 1981-12-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical switching device |
US4208094A (en) * | 1978-10-02 | 1980-06-17 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optical switch |
JPS571331A (en) * | 1980-06-03 | 1982-01-06 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnosis apparatus |
EP0062429A1 (en) * | 1981-04-04 | 1982-10-13 | Plessey Overseas Limited | Optical coupling devices for optical fibres |
FR2507330A1 (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-10 | Instruments Sa | SWITCHING DEVICE BETWEEN OPTICAL FIBERS |
US4676586A (en) * | 1982-12-20 | 1987-06-30 | General Electric Company | Apparatus and method for performing laser material processing through a fiber optic |
FR2559921B1 (en) * | 1984-02-16 | 1986-07-04 | Sopelem | OPTICAL FIBER SWITCHING DEVICE |
FR2561404B1 (en) * | 1984-03-16 | 1988-04-08 | Thomson Csf | ELECTRICALLY CONTROLLED DEVICE FOR MOVING A FLUID |
US4681396A (en) * | 1984-10-09 | 1987-07-21 | General Electric Company | High power laser energy delivery system |
-
1986
- 1986-12-22 US US06/944,771 patent/US4838631A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-11-26 IL IL84605A patent/IL84605A/en unknown
- 1987-12-16 DE DE19873742553 patent/DE3742553A1/en not_active Withdrawn
- 1987-12-18 NL NL8703073A patent/NL8703073A/en not_active Application Discontinuation
- 1987-12-21 FR FR8717837A patent/FR2608786A1/en active Pending
- 1987-12-21 GB GB8729708A patent/GB2199158B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-21 IT IT23130/87A patent/IT1223568B/en active
- 1987-12-21 JP JP62321646A patent/JPS63179313A/en active Pending
- 1987-12-21 SE SE8705093A patent/SE8705093L/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54156551A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo switch |
US4534615A (en) * | 1982-11-22 | 1985-08-13 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Scanning type laser system |
US4592622A (en) * | 1983-03-23 | 1986-06-03 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Light-beam scanning apparatus |
US4470662A (en) * | 1983-04-07 | 1984-09-11 | Mid-West Instrument | Rotary optic switch |
US4564736A (en) * | 1984-05-07 | 1986-01-14 | General Electric Company | Industrial hand held laser tool and laser system |
EP0195375A2 (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Catheter for laser angiosurgery |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ELECTRONIC DESIGN, vol. 27, no. 21, 11 octobre 1979, pages 35-36; "3 technologies gearing up for optical switch race" * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 4, no. 15 (E-170), 5 février 1980; & JP-A-54 156 551 (NIPPON DENSHIN DENWA KOSHA) 10-12-1979 * |
PHILIPS TECHNICAL REVIEW, vol. 42, nos. 8/9, juin 1986, pages 262-264, Eindhoven, NL; C.J. NONHOF et al.: "Beam manipulation with optical fibres in laser welding" * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4489235A2 (en) | 2023-07-06 | 2025-01-08 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Optical switching and sequential spatial distribution of a pulsed power laser beam with deterministic feedback control |
FR3150917A1 (en) | 2023-07-06 | 2025-01-10 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Laser system adapted to distribute a pulsed laser beam of power in several successive directions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8705093D0 (en) | 1987-12-21 |
JPS63179313A (en) | 1988-07-23 |
GB2199158B (en) | 1991-05-01 |
DE3742553A1 (en) | 1988-06-30 |
IL84605A0 (en) | 1988-04-29 |
GB8729708D0 (en) | 1988-02-03 |
IT8723130A0 (en) | 1987-12-21 |
IL84605A (en) | 1991-04-15 |
US4838631A (en) | 1989-06-13 |
SE8705093L (en) | 1988-06-23 |
GB2199158A (en) | 1988-06-29 |
NL8703073A (en) | 1988-07-18 |
IT1223568B (en) | 1990-09-19 |
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